什么叫电弧?在两电极间的气体介质中强烈而持久的放电现象称之为电弧,电弧放电时,一方面产生高温,同时产生强光,手弧焊就是利用电弧产生的高温熔化焊条和焊件,使两块分离的金属熔合在一起,从而获得牢固的接头。 手弧焊是以焊条和焊件作为两个电极,被焊金属称为焊件或母材。焊接时因电弧的高温和吹力作用使焊件局部熔化。在被焊金属上形成一个椭圆形充满液体金属的凹坑,这个凹坑称为熔池。随着焊条的移动熔池冷却凝固后形成焊缝。焊缝表面覆盖的一层渣壳称为熔渣。焊条熔化末端到熔池表面的距离称为电弧长度。从焊件表面至熔池底部距离称为熔透深度。
目前焊割作业时,氧气由下述方法获取: (1) 管道输送(外漆蓝色)其压力为0.5Mpa~1.5Mpa.安全装置齐全,压力稳定,较为经济。 (2) 氧气瓶 满瓶压力为15Mpa,它较灵活方便,不受输送管道限制,但贮运中易发生事故。 2、 乙炔 又称电石气,它是一种无色的碳氢化合物,其分子式为C2H,在压力为0.1 Mpa,温度为0℃时, 1M3乙炔质量为1.17Kg,比氧气轻。 乙炔是易燃气体,其自燃点为480,在空气中着火温度为428℃,乙炔又是易爆气体,在空气中的爆炸极限为2.2%~81%,在氧气中为2.8%~93%,所以一旦发生泄漏,极易造成严重的爆炸事故。 3、 气焊丝 (1) 气焊丝的分类及用途 常用的气焊丝种类有:1)碳素结构钢用焊丝;2)合金结构钢用焊丝;3) 不锈钢用焊丝;4)铸铁用焊丝;5)铜及其合金用焊丝;6)铝及其合金用焊丝;7)镁合金用焊丝。 (2) 气焊丝的选用原则必须考虑下述三个方面: 1) 母材的力学性能 使之符合性能的要求。 2) 焊接性 还要考虑焊缝金属和母材的熔合及其组织的均匀性,不易产生各种焊接缺陷。 3) 焊件的特殊要求 如对介质和温度、导电性等特殊要求。 4.气焊熔剂 为了防止金属的氧化及消除已经形成的氧化物,改善润湿性,在焊接有色金属、铸铁以及不锈钢等材料时,通常必须采用气焊熔剂。
气焊设备的型号、规格和构造 (1) 乙炔发生器 是利用电石和水的相互作用,来制取乙炔的设备。 按制取的压力不同,可分为:低压式(以下)和中压式(0.045Mpa~ 0.15Mpa)两种。 (2) 氧气瓶 它是一种储存和运输氧气的高压容器。由瓶体、瓶箍、瓶阀、防震圈、瓶帽及底座等构成。 气瓶规格是:瓶体外径为¢219,瓶体高度为137020mm、容积为40L、工作压力为15Mpa。能贮存常压下6M3 氧气。氧气瓶应直立应用,若卧放时应使减压器处于*高位置。 (3) 乙炔瓶(又称溶解乙炔瓶) 常用溶解乙炔瓶规格为:瓶体外径为¢250,容积为40L,充满后为13.2Kg~14.3Kg,充装量为6.2Kg~7.4Kg,工作压力为15Mpa。乙炔瓶的安全是由设于瓶肩上的易熔塞来实现的,瓶体温度达100℃±5℃时,易熔塞中易熔合金熔化而泄压,确保瓶体安全。乙炔瓶应直立使用,不得卧放,且卧放的乙炔瓶直立使用时,必须静置20Min方能使用。
气焊工具的型号、规格和构造 (1) 减压阀 按用途分有集中和岗位式;按构造分有单级式和双级式;按作用原理分有正作用式和反作用式;按使用介质分有氧气表、乙炔表、丙烷表。 (2) 焊炬 又称焊枪,主要用来控制气体混合比例、流量以及火焰结构,是焊接的主要工具。按可燃气体和氧气混合的方式不同分为:等压式与射吸式两种。 (3) 橡皮管及辅助工具 1) 氧气胶管 现用氧气胶管为红色,由内外胶层和中间纤维层组成,其外径为18mm,内径为8mm,工作 压力为1.5Mpa. 2) 乙炔胶管 其结构与氧气胶管相同,但其管壁较薄,外径为16mm,内径为10mm,工作压力为0.3Mpa。 注:现有的标志为:氧气红色,乙炔黑色,但根据GB9448-88o焊接与切割安全规定,氧气应为黑色,乙炔为红色。 3) 橡皮管接头 它用于氧气和乙炔胶管的连接,由螺纹接头、螺段及软管接头三部分组成。 4) 其它辅助工具 点火枪、护目镜、钢丝刷、凿子、锉刀等,以及清理割咀用的通针等。
三、焊接火焰和气焊工艺 1、气焊火焰的组成 气焊火焰是由氧和乙炔混合燃烧所形成的火焰,温度较高(约3200℃)根据在焊炬混合室中混合比β的不同燃烧后的火焰可分为三种。 1) 中性焰 当氧气和乙炔混合比β=1.1~1.2时,乙炔可充分燃烧,无过剩氧和乙炔,称为乙炔。中性焰 *高温度位于焰心尖端2mm~4mm处,可达3100~3150℃. 2) 碳化焰 当氧气和乙炔混合比β<1.1~1.2时燃烧所形成的火焰。火焰比中性焰长而柔软,挺直度差。 *高温度为2700℃~3000℃。 3) 氧化焰 氧与乙炔的混合比β>1.2时,燃烧所形成的火焰。整体火火焰长度较短,供氧的比例越大, 则火焰越短,且外焰和内焰极为不清,火焰挺直,燃烧时发出急剧的“嘶嘶”噪声。*高温度为3100℃~3300℃。
焊接工艺参数手工电弧焊的工艺参数通常包括焊条类型及直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度和焊接角度。1、焊条直径的选择为了提高生产效率,应尽可能地选用大直径的焊条,但是焊条直径大往往会造成未焊透和焊缝成型不良。焊条直径的选择通常可以从以下几个方面考虑:1)焊件的厚度,厚度较大的焊件应选用较大直径的焊条。2)焊缝的位置,平焊时应选用较大直径的焊条。立焊、横焊、仰焊时为减小热输入,防止熔化金属下淌,应采用小直径焊条并配合小电流焊接。3)焊接层数,多层焊时为保证根部焊透 ,第一层焊道应采用小直径焊条焊接,以后各层可以采用较大直径焊条焊接,以提高盛产率。4)接头形式,搭接接头、T形接头多用作非承载焊缝,为提高生产效率应采用较大直径的焊条。
气割的基本原理 气割是利用气体火焰的热能将工件切割处预热到一定温度(燃点),喷出高速切割氧流使其燃烧并放出热量,来实现切割的方法。金属的切割过程包括预热-燃烧-吹渣三个阶段,其实质是金属在纯氧中燃烧的过程,而不是熔化的过程。 切割的条件: 1) 金属材料的燃点应低于熔点。 2) 金属的氧化物熔点应低于金属熔点。 3) 金属的导热要差。 4) 金属要求燃烧时应是放热反应。 5) 金属中含有妨碍切割和易淬硬的元素杂质应少。 2、割炬 其作用是将可燃气体与氧以一定的方式和比例混合后,形成具有一定热能和形状的预热火焰,并在预热火焰中心喷射切割氧进行切割。 割炬按预热火焰中可燃气体与氧气混合方式不同可分为:射吸式割炬和等压式割炬。
收弧焊道的收尾(收弧)动作不恰当,有可能会在焊缝的收尾处形成低于基本金属的弧坑,容易出现裂缝。常见的收弧方法有:1.划圆圈收尾法:适用于厚板焊接,对于薄板则有烧穿的危险。2.反复断弧收尾法:当焊接到终点时,在弧坑作数次反复熄弧—引弧,直到填满弧坑为止。此法适用于薄板焊接,但碱性焊条不宜用此法。3.回焊收尾法:当焊接到终点时,不熄弧而适当改变焊条角度,向反方向移动一下,然后拉断电弧,碱性焊条宜用此法。下面简要介绍几种位置焊接的操作要领:一、平焊1)开始时,倾斜角适当增大,当温度升高时倾斜角相应减少;2) 焊丝与焊炬的夹角保持在90°左右;3) 焊丝始终浸在熔池内,并不断地搅拌熔池;4) 焊薄件时焊丝可作上下运动; 5) 结束时,焊炬慢慢堤起,缩小尾部熔池。 6)焊条直线速度不要过慢,否则容易造成熔渣过厚,看不清熔池,难于操作。
气割工艺 (1) 气割工艺的选择 1) 切割氧的压力 切割氧的压力随着切割件的厚度和割嘴的孔径增大而增大。 2) 气割速度 割件愈厚,气割速度愈慢,气割速度是否得当,通常根据割缝的后拖量来判断。 3) 预热火焰的能率 它与割件厚度有关,它常与气割速度综合考虑。 4) 割嘴与割件间的倾角 倾角的大小由割件的厚度来定,选择不当,气割速度不能提高,反之使气割困难。 5) 割嘴离割件间的距离 应根据预热火焰的长度及割件的厚度来决定。通常离割件表面距离保持在3mm~5mm之内,可使加热条件*好。 (2) 操作技术 1) 气割前的准备 检查设备、场地是否符合安全生产要求,垫高割件,清除割缝表面氧化皮 和污垢,按图划线放样,选择割炬及割嘴,试割等。 2) 操作 ○ 1起割 先预热起割点至燃烧温度,缓慢开启氧,当看到有铁水被氧吹动时,可加大切割氧至割件被割穿。则可按割件厚度灵活掌握切割速度,沿割线切割。 ○ 2切割 切割过程中割嘴沿气割方向应后化20°~30°,保持焰芯距割件表面及切割速度。切割长缝时应在每割长300mm~500mm割缝后,及时移动操作位置。 ○ 3终端的切割 割嘴应向切割方向后倾一定角度,使割件下部先割穿,并注意余料下落位置,然后将割件全部割断,使收尾割缝平整。先关闭切割氧,抬起割炬,再关闭乙炔,*后关闭预热氧。 ○ 4收工 当切割工作完工时,应关闭氧与乙炔瓶阀,松开减压阀调节螺钉,放出胶管内的余气。卸下减压阀。收起割炬及胶管,清扫场地。
立焊 1)应采用能率较小的火焰进行焊接; 2) 严格控制熔池温度,熔池面积不能太大,熔池深度也应小些。焊接电流应较平焊小10—15%。; 3) 焊炬应沿焊接方向向上倾斜一定角度,一般与焊件保持60--80°; 4) 为控制熔池温度,焊炬随时作上下运动,使熔池有冷却的机会,保证熔池受热适当; 5)可用半圆弧形的横向摆动加挑弧(灭弧)的操作法。 三、横焊 1) 采用较小的火焰能率来控制熔池温度; 2) 薄件采用左焊法。但焊炬也应向上倾斜,使火焰气流直接朝向焊缝,利用气流的压力阻碍熔化金属从熔池流出; 3) 焊接时,焊炬一般不作横向摆动,但焊较厚焊件时,可作小的斜环形运动。 四、仰焊 1) 采用能率较小的火焰进行焊接; 2) 操作时应严格保证坡口两侧根部的熔合,严格掌握熔池的大小和温度,要使液态金属始终处于粘稠状态,以防下坠; 3) 坡口角度应略大于平焊,以保证操作方便,要注意操作姿势,注意金属飞溅和跌落的液态金属烫伤。 4) 焊接带坡口的仰焊焊缝的第一层时,焊条与坡口两侧成90°角。与焊接方向成70—80°角,用*短弧做前后推拉的动作,熔池宜薄不宜厚,并确保与母材熔合良好。熔池温度过高时可以抬弧,使温度稍微降低,焊接其余各层时,焊条横摆并在两侧做稳弧动作。