什么叫電弧?在兩電極間的氣體介質中強烈而持久的放電現(xiàn)象稱之為電弧,電弧放電時,一方面產生高溫,同時產生強光,手弧焊就是利用電弧產生的高溫熔化焊條和焊件,使兩塊分離的金屬熔合在一起,從而獲得牢固的接頭。 手弧焊是以焊條和焊件作為兩個電極,被焊金屬稱為焊件或母材。焊接時因電弧的高溫和吹力作用使焊件局部熔化。在被焊金屬上形成一個橢圓形充滿液體金屬的凹坑,這個凹坑稱為熔池。隨著焊條的移動熔池冷卻凝固后形成焊縫。焊縫表面覆蓋的一層渣殼稱為熔渣。焊條熔化末端到熔池表面的距離稱為電弧長度。從焊件表面至熔池底部距離稱為熔透深度。
目前焊割作業(yè)時,氧氣由下述方法獲取: (1) 管道輸送(外漆藍色)其壓力為0.5Mpa~1.5Mpa.安全裝置齊全,壓力穩(wěn)定,較為經濟。 (2) 氧氣瓶 滿瓶壓力為15Mpa,它較靈活方便,不受輸送管道限制,但貯運中易發(fā)生事故。 2、 乙炔 又稱電石氣,它是一種無色的碳氫化合物,其分子式為C2H,在壓力為0.1 Mpa,溫度為0℃時, 1M3乙炔質量為1.17Kg,比氧氣輕。 乙炔是易燃氣體,其自燃點為480,在空氣中著火溫度為428℃,乙炔又是易爆氣體,在空氣中的爆炸極限為2.2%~81%,在氧氣中為2.8%~93%,所以一旦發(fā)生泄漏,極易造成嚴重的爆炸事故。 3、 氣焊絲 (1) 氣焊絲的分類及用途 常用的氣焊絲種類有:1)碳素結構鋼用焊絲;2)合金結構鋼用焊絲;3) 不銹鋼用焊絲;4)鑄鐵用焊絲;5)銅及其合金用焊絲;6)鋁及其合金用焊絲;7)鎂合金用焊絲。 (2) 氣焊絲的選用原則必須考慮下述三個方面: 1) 母材的力學性能 使之符合性能的要求。 2) 焊接性 還要考慮焊縫金屬和母材的熔合及其組織的均勻性,不易產生各種焊接缺陷。 3) 焊件的特殊要求 如對介質和溫度、導電性等特殊要求。 4.氣焊熔劑 為了防止金屬的氧化及消除已經形成的氧化物,改善潤濕性,在焊接有色金屬、鑄鐵以及不銹鋼等材料時,通常必須采用氣焊熔劑。
氣焊設備的型號、規(guī)格和構造 (1) 乙炔發(fā)生器 是利用電石和水的相互作用,來制取乙炔的設備。 按制取的壓力不同,可分為:低壓式(以下)和中壓式(0.045Mpa~ 0.15Mpa)兩種。 (2) 氧氣瓶 它是一種儲存和運輸氧氣的高壓容器。由瓶體、瓶箍、瓶閥、防震圈、瓶帽及底座等構成。 氣瓶規(guī)格是:瓶體外徑為¢219,瓶體高度為137020mm、容積為40L、工作壓力為15Mpa。能貯存常壓下6M3 氧氣。氧氣瓶應直立應用,若臥放時應使減壓器處于*高位置。 (3) 乙炔瓶(又稱溶解乙炔瓶) 常用溶解乙炔瓶規(guī)格為:瓶體外徑為¢250,容積為40L,充滿后為13.2Kg~14.3Kg,充裝量為6.2Kg~7.4Kg,工作壓力為15Mpa。乙炔瓶的安全是由設于瓶肩上的易熔塞來實現(xiàn)的,瓶體溫度達100℃±5℃時,易熔塞中易熔合金熔化而泄壓,確保瓶體安全。乙炔瓶應直立使用,不得臥放,且臥放的乙炔瓶直立使用時,必須靜置20Min方能使用。
氣焊工具的型號、規(guī)格和構造 (1) 減壓閥 按用途分有集中和崗位式;按構造分有單級式和雙級式;按作用原理分有正作用式和反作用式;按使用介質分有氧氣表、乙炔表、丙烷表。 (2) 焊炬 又稱焊槍,主要用來控制氣體混合比例、流量以及火焰結構,是焊接的主要工具。按可燃氣體和氧氣混合的方式不同分為:等壓式與射吸式兩種。 (3) 橡皮管及輔助工具 1) 氧氣膠管 現(xiàn)用氧氣膠管為紅色,由內外膠層和中間纖維層組成,其外徑為18mm,內徑為8mm,工作 壓力為1.5Mpa. 2) 乙炔膠管 其結構與氧氣膠管相同,但其管壁較薄,外徑為16mm,內徑為10mm,工作壓力為0.3Mpa。 注:現(xiàn)有的標志為:氧氣紅色,乙炔黑色,但根據(jù)GB9448-88o焊接與切割安全規(guī)定,氧氣應為黑色,乙炔為紅色。 3) 橡皮管接頭 它用于氧氣和乙炔膠管的連接,由螺紋接頭、螺段及軟管接頭三部分組成。 4) 其它輔助工具 點火槍、護目鏡、鋼絲刷、鑿子、銼刀等,以及清理割咀用的通針等。
三、焊接火焰和氣焊工藝 1、氣焊火焰的組成 氣焊火焰是由氧和乙炔混合燃燒所形成的火焰,溫度較高(約3200℃)根據(jù)在焊炬混合室中混合比β的不同燃燒后的火焰可分為三種。 1) 中性焰 當氧氣和乙炔混合比β=1.1~1.2時,乙炔可充分燃燒,無過剩氧和乙炔,稱為乙炔。中性焰 *高溫度位于焰心尖端2mm~4mm處,可達3100~3150℃. 2) 碳化焰 當氧氣和乙炔混合比β<1.1~1.2時燃燒所形成的火焰。火焰比中性焰長而柔軟,挺直度差。 *高溫度為2700℃~3000℃。 3) 氧化焰 氧與乙炔的混合比β>1.2時,燃燒所形成的火焰。整體火火焰長度較短,供氧的比例越大, 則火焰越短,且外焰和內焰極為不清,火焰挺直,燃燒時發(fā)出急劇的“嘶嘶”噪聲。*高溫度為3100℃~3300℃。
焊接工藝參數(shù)手工電弧焊的工藝參數(shù)通常包括焊條類型及直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接速度和焊接角度。1、焊條直徑的選擇為了提高生產效率,應盡可能地選用大直徑的焊條,但是焊條直徑大往往會造成未焊透和焊縫成型不良。焊條直徑的選擇通?梢詮囊韵聨讉方面考慮:1)焊件的厚度,厚度較大的焊件應選用較大直徑的焊條。2)焊縫的位置,平焊時應選用較大直徑的焊條。立焊、橫焊、仰焊時為減小熱輸入,防止熔化金屬下淌,應采用小直徑焊條并配合小電流焊接。3)焊接層數(shù),多層焊時為保證根部焊透 ,第一層焊道應采用小直徑焊條焊接,以后各層可以采用較大直徑焊條焊接,以提高盛產率。4)接頭形式,搭接接頭、T形接頭多用作非承載焊縫,為提高生產效率應采用較大直徑的焊條。
氣割的基本原理 氣割是利用氣體火焰的熱能將工件切割處預熱到一定溫度(燃點),噴出高速切割氧流使其燃燒并放出熱量,來實現(xiàn)切割的方法。金屬的切割過程包括預熱-燃燒-吹渣三個階段,其實質是金屬在純氧中燃燒的過程,而不是熔化的過程。 切割的條件: 1) 金屬材料的燃點應低于熔點。 2) 金屬的氧化物熔點應低于金屬熔點。 3) 金屬的導熱要差。 4) 金屬要求燃燒時應是放熱反應。 5) 金屬中含有妨礙切割和易淬硬的元素雜質應少。 2、割炬 其作用是將可燃氣體與氧以一定的方式和比例混合后,形成具有一定熱能和形狀的預熱火焰,并在預熱火焰中心噴射切割氧進行切割。 割炬按預熱火焰中可燃氣體與氧氣混合方式不同可分為:射吸式割炬和等壓式割炬。
收弧焊道的收尾(收。﹦幼鞑磺‘,有可能會在焊縫的收尾處形成低于基本金屬的弧坑,容易出現(xiàn)裂縫。常見的收弧方法有:1.劃圓圈收尾法:適用于厚板焊接,對于薄板則有燒穿的危險。2.反復斷弧收尾法:當焊接到終點時,在弧坑作數(shù)次反復熄弧—引弧,直到填滿弧坑為止。此法適用于薄板焊接,但堿性焊條不宜用此法。3.回焊收尾法:當焊接到終點時,不熄弧而適當改變焊條角度,向反方向移動一下,然后拉斷電弧,堿性焊條宜用此法。下面簡要介紹幾種位置焊接的操作要領:一、平焊1)開始時,傾斜角適當增大,當溫度升高時傾斜角相應減少;2) 焊絲與焊炬的夾角保持在90°左右;3) 焊絲始終浸在熔池內,并不斷地攪拌熔池;4) 焊薄件時焊絲可作上下運動; 5) 結束時,焊炬慢慢堤起,縮小尾部熔池。 6)焊條直線速度不要過慢,否則容易造成熔渣過厚,看不清熔池,難于操作。
氣割工藝 (1) 氣割工藝的選擇 1) 切割氧的壓力 切割氧的壓力隨著切割件的厚度和割嘴的孔徑增大而增大。 2) 氣割速度 割件愈厚,氣割速度愈慢,氣割速度是否得當,通常根據(jù)割縫的后拖量來判斷。 3) 預熱火焰的能率 它與割件厚度有關,它常與氣割速度綜合考慮。 4) 割嘴與割件間的傾角 傾角的大小由割件的厚度來定,選擇不當,氣割速度不能提高,反之使氣割困難。 5) 割嘴離割件間的距離 應根據(jù)預熱火焰的長度及割件的厚度來決定。通常離割件表面距離保持在3mm~5mm之內,可使加熱條件*好。 (2) 操作技術 1) 氣割前的準備 檢查設備、場地是否符合安全生產要求,墊高割件,清除割縫表面氧化皮 和污垢,按圖劃線放樣,選擇割炬及割嘴,試割等。 2) 操作 ○ 1起割 先預熱起割點至燃燒溫度,緩慢開啟氧,當看到有鐵水被氧吹動時,可加大切割氧至割件被割穿。則可按割件厚度靈活掌握切割速度,沿割線切割。 ○ 2切割 切割過程中割嘴沿氣割方向應后化20°~30°,保持焰芯距割件表面及切割速度。切割長縫時應在每割長300mm~500mm割縫后,及時移動操作位置。 ○ 3終端的切割 割嘴應向切割方向后傾一定角度,使割件下部先割穿,并注意余料下落位置,然后將割件全部割斷,使收尾割縫平整。先關閉切割氧,抬起割炬,再關閉乙炔,*后關閉預熱氧。 ○ 4收工 當切割工作完工時,應關閉氧與乙炔瓶閥,松開減壓閥調節(jié)螺釘,放出膠管內的余氣。卸下減壓閥。收起割炬及膠管,清掃場地。
立焊 1)應采用能率較小的火焰進行焊接; 2) 嚴格控制熔池溫度,熔池面積不能太大,熔池深度也應小些。焊接電流應較平焊小10—15%。; 3) 焊炬應沿焊接方向向上傾斜一定角度,一般與焊件保持60--80°; 4) 為控制熔池溫度,焊炬隨時作上下運動,使熔池有冷卻的機會,保證熔池受熱適當; 5)可用半圓弧形的橫向擺動加挑。缁。┑牟僮鞣。 三、橫焊 1) 采用較小的火焰能率來控制熔池溫度; 2) 薄件采用左焊法。但焊炬也應向上傾斜,使火焰氣流直接朝向焊縫,利用氣流的壓力阻礙熔化金屬從熔池流出; 3) 焊接時,焊炬一般不作橫向擺動,但焊較厚焊件時,可作小的斜環(huán)形運動。 四、仰焊 1) 采用能率較小的火焰進行焊接; 2) 操作時應嚴格保證坡口兩側根部的熔合,嚴格掌握熔池的大小和溫度,要使液態(tài)金屬始終處于粘稠狀態(tài),以防下墜; 3) 坡口角度應略大于平焊,以保證操作方便,要注意操作姿勢,注意金屬飛濺和跌落的液態(tài)金屬燙傷。 4) 焊接帶坡口的仰焊焊縫的第一層時,焊條與坡口兩側成90°角。與焊接方向成70—80°角,用*短弧做前后推拉的動作,熔池宜薄不宜厚,并確保與母材熔合良好。熔池溫度過高時可以抬弧,使溫度稍微降低,焊接其余各層時,焊條橫擺并在兩側做穩(wěn)弧動作。