2-3-3气焊与气割.ppt

2-3-3气焊与气割,1、理解气焊与气割的定义2、了解气焊与气割的工作原理2、掌握气焊与气割的操作方法及注意事项,气焊是利用气体火焰作为热源的一种熔焊方法。常用氧气和乙炔混合燃烧的火焰进行焊接，又称为氧乙炔焊。,1、气焊的原理、特点及应用,气焊的原理,原理：利用可燃气体和助燃气体通过焊炬按一定比例混合，获得所要求的火焰作为热源，融化被焊金属和填充金属，使其形成牢固的焊接接头。,一、气焊,气焊的特点及应用,火焰对熔池的压力及对焊件的热输入量调节方便，故熔池温度、焊缝形状和尺寸、焊缝背面成形等容易控制。设备简单，移动方便，操作易掌握，但设备占用生产面积较大。焊炬尺寸小，使用灵活，但气焊热源温度较低，加热缓慢，生产率低，热量分散，热影响区大，焊件有较大的变形，接头质量不高。气焊适于各种位置的焊接，适于焊接在3mm以下的低碳钢、高碳钢薄板、铸铁焊补以及铜、铝等有色金属的焊接。在无电或电力不足的情况下，气焊则能发挥更大的作用，常用气焊火焰对工件、刀具进行淬火处理，对紫铜皮进行回火处理，并矫直金属材料和净化工件表面等。此外，由微型氧气瓶和微型溶解乙炔气瓶组成的手提式或肩背式气焊气割装置，在旷野、山顶、高空作业中应用是十分简便的。,2、气焊焊接材料,1）焊丝作用：作为填充金属作用，与融化的金属母材一起形成焊缝。常用的气焊焊丝有碳素结构钢焊丝、合金结构钢焊丝、不锈钢焊丝、铜及铜合金焊丝、铝及铝合金焊丝和铸铁焊丝等。,2）气焊熔剂作用：与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，使熔池与空气隔离，能有效防止熔池金属的继续氧化，改善焊缝质量。,氧气瓶,3、气焊设备,气焊设备的组成,乙炔瓶,减压器,气焊炬,1)氧气瓶,氧气瓶是存储氧气的一种高压容器钢瓶,氧气瓶外表漆成天蓝色，用黑漆标明“氧气”字样。容积为40L，储氧最大压力为15MPa,。,1）乙炔瓶是存储溶解乙炔的钢瓶。2）乙炔瓶的外壳漆成白色，用红色写明“乙炔”字样和“火不可近”字样3）乙炔瓶一定要竖立放稳，以免丙酮流出；乙炔瓶要远离火源，防止乙炔瓶受热；乙炔瓶在搬运、装卸、存放和使用时，要防止遭受剧烈的振荡和撞击。,2)乙炔瓶,3)回火安全器,回火安全器又称回火防止器或回火保险器，它是装在乙炔减压器和焊炬之间，用来防止火焰沿乙炔管回烧的安全装置。,当气体压力不足、焊嘴堵塞、焊嘴离焊件太近或焊嘴过热时，气体火焰会进入嘴内逆向燃挠，这种现象称为回火,4)焊炬焊炬俗称焊枪。焊炬是气焊时用于控制气体混合比、流量及火焰并进行焊接的手持工具。焊炬有射吸式和等压式两种，常用的是射吸式焊炬。,减压器是将高压气体降为低压气体的调节装置，其作用是减压、调压、量压和稳压。气焊时所需的气体工作压力一般都比较低，如氧气压力通常为0.2MPa0.4MPa，乙炔压力最高不超过0.15MPa。,5)减压器,安装减压器之前，要略打开氧气瓶阀门，吹去污物，以防止水分和灰尘进入减压器。在打开氧气瓶前，必须先松开减压调节螺丝。打开氧气瓶冷门要慢慢开启，不要用力过猛，以防止损坏减压器。减压器不得沾有油脂。如有油脂，应选擦干净后再使用。减压器冻结时，可用热水或蒸汽解冻，不准用火烤。减压器停止使用时，必须把调节螺丝旋松，并把减压器内气体全部放掉，直到低压表指针指向零。,6)橡胶管,橡胶管是输送气体的管道，分氧气橡胶管和乙炔橡胶管，两者不能混用。氧气橡胶管为黑色；乙炔橡胶管为红色。氧气橡胶管的内径为8mm，工作压力为1.5MPa；乙炔橡胶管的内径为10mm，工作压力为0.5MPa或1.0MPa；橡胶管长一般为1015m。,氧气橡胶管和乙炔橡胶管不可有损伤和漏气发生，严禁明火检漏。特别要经常检查橡胶管的各接口处是否紧固，橡胶管有无老化现象。橡胶管不能沾有油污等。,4、气焊火焰,常用的气焊火焰是乙炔与氧混合燃烧所形成的火焰，也称氧乙炔焰。根据氧与乙炔混合比的不同，氧乙炔焰可分为中性焰、碳化焰（也称还原焰）和氧化焰3种。,(a)中性焰：氧与乙炔充分燃烧，混合比例为1.11.2，没有氧气与乙炔过剩，颜色为蓝白色。最高温度30503150。焊接时，焰芯末端离熔池35mm。我们气焊时使用中性焰。(b)氧化焰：氧气和乙炔的混合比大于1.2，氧过剩火焰，有氧化性，最高温度31003300。(c)碳化焰：混合比小于1.1，乙炔过剩，内焰为淡白色。最高温度27003000。,5气焊工艺参数的选择,（1）焊丝的选择一般要求焊丝的熔点应等于或略低于被焊金属的熔点。焊丝的化学成分应基本上与焊件相同。焊丝所焊得的焊缝应具有良好的机械性能。焊缝内部质量要好，无裂纹、气孔、夹渣等缺陷。焊丝熔化时要平衡，不应有强烈的飞溅或蒸发。焊丝表面应洁净，无油脂、油漆和锈蚀等污物。,（2）气焊熔剂的选择气焊过程中，被加热后的熔化金属极易与周围空气中的氧或火焰中的氧化合生成氧化物，使焊缝产生气孔和夹渣等缺陷。为了防止金属的氧化，消除已形成的氧化物，通常必须采用气焊熔剂。气焊熔剂要根据焊件的成分及其性质进行选择，一般碳素结构钢气焊时不需要气焊熔剂，而不锈钢、耐热钢、铸铁、铜及铜合金、铝及铝合金气焊时，则必须采用气焊熔剂，才能保证气焊质量,（3）焊接方向的选择,右焊法：火焰指向已焊好的焊缝，加热集中，熔深较大，火焰对焊缝有保护作用，可避免气孔和夹渣，但较难掌握,左焊法：火焰指向未焊金属，有预热作用，焊接速度较快，可减少熔深和防止烧穿，操作方便，适宜焊接薄板,（4）焊接速度的选择焊接时应根据焊工的操作熟练程度，在保证焊接质量的前提下，尽量提高焊接速度，以减少焊件受热的程度并提高生产率。一般来说，对于厚度大、熔点的焊件，焊接速度要慢一些，以避免产生未熔合的缺陷；而对厚度薄、熔点低的焊件，焊接速度要快些，以避免产生烧穿和焊件过热而降低焊接质量。,（5）火焰的性质及能率气焊火焰的性质对焊接质量影响很大。一般来说气焊时，对需要尽量减少元素烧损的材料，应选用中性火焰；对允许和需要起还原作用和增碳的材料，应选用碳化焰；对母材含有低沸点元素（如锡、锌）的材料，需要生成覆盖在熔池表面的氧化物薄膜，防止低熔点元素蒸发，应选用氧化焰,火焰能率是指单位时间内可燃气体的消耗量，单位为L/h。,气割是利用金属在纯氧气流中能够剧烈燃烧，生成熔渣并放出大量热量的原理而进行的。气割可用于切割不同厚度的钢板，在汽车车身修复作业中，常用于钢板件的切断及挖补。,二、气割,（一）气割的原理,1气割的过程,气割包括预热、燃烧、吹渣3个过程,2气割的条件,金属熔点应高于燃点（即先燃烧后熔化）氧化物的熔点应低于金属本身的熔点金属氧化物应易熔化且流动性好，否则不易被氧气流吹走，难于切割。金属的导热性不能太高，否则预热火焰的热量和切割中所发出的热量会迅速扩散，使切割处热量不足，切割困难。,（二）气割的特点,与一般机械切割相比较，气割的最大优点是设备简单，操作灵活、方便，适应性强。,（三）气割的设备,气割所需的设备中，氧气瓶、乙炔瓶和减压器同气焊一样。所不同的是气焊用焊炬，而气割要用割炬（又称割枪）。,气割所用的设备，除用割炬代替焊炬外，其余与气焊相同。割炬有射吸式和等压式两种，射吸式割炬的构造原理，如图所示。割炬的割嘴有环形（组合式）和梅花形（整体式）两种。常用割炬型号有G0l30，“G”表示割炬，“0”表示手工，“1”表示射吸式，“30”表示气割低碳钢的最大厚度（以mm计）。,氧气切割示意图,4、气割操作工艺,1）预热,先在切割线的端头（工件的边缘）预热，使其温度达到燃烧温度（呈红色）。,2）切割,在切割过程中，割炬移动要均匀，割嘴与工件的距离应保持不变（35mm）。手工气割时，割嘴沿气割方向后倾2030，以提高气割速度。气割速度是否正常，可根据熔渣流动方向来判断,3）移位,气割较长割线时，一次割300500mm后，需移动操作位置。,4）终割,气割临近终点时，割嘴应向气割方向后倾一定角度，使钢板下部提前割穿，并注意余料下落位置，然后将钢板全部割穿，这样，收尾的割缝较平整。,5）回火处理,在气割过程中，若发现鸣爆及回火，应迅速关闭切割氧气调节阀和预热氧气调节阀，防止氧气倒流入乙炔管内，并使回火熄灭。,5、气割的特点,气割设备简单，操作方便，使用范围广；所用的气体、设备和工具与气焊相同，只是气焊时使用焊炬，气割时使用割炬。,二氩弧焊,氩弧焊是使用氩气作为保护气体的气体保护电弧焊方法。,（1）氩弧焊的原理、特点及应用,特点：,氩弧焊的焊缝质量高,焊接变形和应力小,焊接范围广,应用：几乎所有的金属材料都可以焊接,（2）氩弧焊的分类,氩弧焊根据所用的电极材料不同，分为钨极（不熔化极）氩弧焊和熔化极氩弧焊；根据操作方式不同，分为手工氩弧焊、半自动氩弧焊和自动氩弧焊；根据采用的电源种类不同，分为直流氩弧焊、交流氩弧焊和脉冲氩弧焊等。在实际生产中，钨极氩弧焊应用最广。,钨极氩弧焊是使用纯钨或活化钨（钍钨、铈钨等）作为电极的氩气保护焊，简称TIG焊。,（3）钨极氩弧焊,电弧功率较小，只适用于焊接厚度小于6mm的焊件。,手工钨极氩弧焊的设备包括焊机、焊枪、供气系统、冷却系统、控制系统等。,手工钨极氩弧焊设,1）焊前清理。,电源种类和极性,2）焊接工艺参数。,焊接电流,氩气流量和喷嘴直径,电子束焊是利用加速和聚焦的电子束轰击置于真空或非真空中的焊件所产生的热能进行焊接的方法。,1真空电子束焊,真空电子束焊是电子束焊的一种，是目前发展较为成熟的一种先进工艺。,真空电子束焊的原理,真空电子束焊的原理,三、焊接新技术和新工艺,优点：,功率密度很高；,焊接速度快，热影响区和变形极小；,比电弧焊节省材料和能量消耗；,有利于焊缝金属的除气和净化；,能焊接其他焊接方法难于或根本不能焊接的形状复杂的焊件、特种金属、难熔金属和某些非金属材料。,缺点：,对接头装配质量要求严格及需要防护X射线,设备复杂,成本高,使用维护较困难,2激光焊,激光焊利用激光器产生的单色性、方向性非常高的激光束，经过光学聚焦后，把其聚焦到直径为10m的焦点上，能量密度达到106W/cm2以上，通过光能转变为热能，从而熔化金属进行焊接的方法。,能在任何空间进行焊接,优点：,焊缝极为窄小，变形极小，热影响区极窄；,功率密度高，加热集中，可获得深宽比大的焊缝；,焊接过程迅速，焊件不易氧化；,对高反射率的金属直接进行焊接较为困难,缺点：,设备一次性投资大,设备较复杂,扩散焊焊件在高温下加压，但不产生可见变形和相对移动的固态焊接方法。,3扩散焊,接头质量好,优点：,零部件变形小,可焊接其他焊接方法难于焊接的工件和材料,缺点：,焊件尺寸受到相对限制,循环时间长,生产率低,焊件装配要求较高,设备一次性投资较大,4焊接机器人,（1）焊接机器