6焊接与热切割

6焊接与热切割教学基本要求:1（基本知识?了解手工电弧焊焊缝的形成过程。?了解手工电弧焊对电源设备的要求，以及交、直流焊机的优、缺点与应用。?掌握焊条组成及各部分的作用;了解焊条的分类方法和应用。?了解常见焊接接头型式和坡口型式，了解焊缝空间位置的特点。?熟悉手工电弧焊焊接规范的选择和操作要领及其对焊接质量的影响。?了解气焊火焰的特点与应用，熟悉气焊的基本操作方法。?了解氧气切割原理及切割过程、氧气切割对材料的要求。?了解埋弧自动焊、氩弧焊、CO气体保护焊、电阻焊、电渣焊、钎焊、真空电子束焊、激光焊接与2切割以及等离子弧焊接与切割的基本原理与应用。2（基本技能?能正确操作交流弧焊机或直流弧焊机，能进行焊接电流的调节，能正确操作引弧。?掌握电弧焊对接平焊的操作要领，焊出较整齐的焊缝。?能分辨焊缝表面的可见缺欠。?掌握气焊的点火、灭火过程及火焰种类的调节。?掌握气焊平焊操作要领并能焊出较整齐的焊缝;基本掌握气割的操作要领。3（操作实践配合实习教学进度，进行练习板、对接板的手工电弧焊和氧乙炔焊的操作。概述焊接是通过加热或加压，或者两者并用，并且用或不用填充材料，使焊件达到原子结合的一种加工方法。焊接是现代工业生产中最重要的加工工艺之一，广泛用于制造和修理各种结构和设备。焊接作为一种降低成本、提高生产效率的有效手段，不仅可以得到优质、可靠的工件，而且可以创造出原则上完全新颖的产品。焊接的加工对象，不仅有各种各样的金属，而且还可以是塑料、碳纤维、工程陶瓷、半导体等非金属。与铆接（图6-1）相比，焊接（图6-2）具有节省金属材料、接头密封性好、生产效率高、应用广泛等一系列优点。在许多工业部门中应用的金属结构，如建筑钢结构、船体、机动车辆、管道、压力容器等，几乎全部采用了焊接结构。在机器制造工业中，过去不少用整体铸造或锻造生产的大型毛坯，也采用了焊接结构。焊接还常用于铸锻件缺陷和受损坏零件的修复。图6-1铆接接头图6-2焊接接头焊接的方法种类很多，按焊接过程的工艺特点和母材金属所处的表面状态，通常把焊接方法分为熔化焊、压力焊和钎焊三大类。熔化焊是指焊接过程中将焊件接头加热到熔化状态，不加压力完成焊接的方法。熔化焊时利用电能或化学能使焊接接头局部熔化成熔融状态，然后冷却结晶，连接成一体，如电弧焊、气焊等。压力焊是指焊接过程中对焊件施加压力（可同时加热或不加热），以完成焊接的方法。压力焊时加压使焊件接头产生塑性变形，连接成一体，如电阻焊。钎焊是指采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将母材和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材熔点的温度，利用钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接的方法，如铜钎焊、锡钎焊等。焊接存在的问题是:焊接接头的组织和性能与母材相比会发生变化;焊接后会产生残余应力与变形;容易产生焊接裂纹等缺陷。这些问题的存在会影响焊接结构的质量。切割是使固态金属分离的方法，热切割是指切割过程中伴随有热现象，常见的热切割有气割、等离子弧切割和激光切割等。手工电弧焊利用电弧作为焊接热源的熔化焊方法，称为电弧焊。用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法，称为手工电弧焊，如图6-3所示。手工电弧焊所需设备简单，操作方便、灵活，适应性强，适用于厚度2mm以上的各种金属材料和形状结构的焊接，特别适用于结构复杂、焊缝短小、弯曲或各种空间位置焊缝的焊接。手工电弧焊的主要缺点是生产效率较低，焊接质量不够稳定，对操作人员的技术水平要求较高。目前是工业生产中应用最广的一种焊接方法。图6-3手工电弧焊1-母材2-焊缝3-焊渣4-电弧5-焊条6-焊钳7-焊机8-熔池焊接电弧与焊接过程焊接电弧焊接电弧是在两电极间或电极与焊件间气体介质中产生的强烈而持久的放电现象。电弧放电时，能产生6000?以上的高温和耀眼的弧光。电弧焊就是利用电弧产生的高温作为焊接热源，使焊条和焊件发生局部熔化而实现焊接。用直流弧焊机焊接时，焊接电弧由阴极区、弧柱区和阳极区所组成，如图6-4所示。当两极的材料均为低碳钢时，弧柱区的温度可达5000K以上，阴极区的温度约为2400K,阳极区的温度约为2600K,阳极区的温度高于阴极区。焊接厚工件时，为保证工件烧透，将工件接焊机正极，焊条接焊机负极，称为正接法;焊接薄工件时，为防止烧穿工件，将工件接焊机负极，焊条接焊机正极，称为反接法。图6-4直流电弧构造直流焊机的接线法见图6-5。1-直流电源2-焊条3-阴极区用交流弧焊机焊接时，由于电流的极性是4-弧柱区5-阳极区6-焊件交变的，两极的温度基本相同，故不存在正接和反接的问题。a)b)图6-5直流弧焊机的接线方法a)正接b)反接1-直流弧焊机2-焊钳3-焊条焊接过程焊接时，由于焊条与工件间具有电压，当两者相互接触时，相当于电弧焊电源短接，由于焊条端部和焊件表面不平整，在某些接触点处通过的电流密度很大，使接触部分的金属迅速熔化，甚至部分蒸发、汽化，引起强烈的电子发射和气体电离;当焊条离开焊件并且保持较小距离时，电弧便在两极间连续燃烧起来;电弧热量使工件和焊条发生熔化形成熔池;电弧与焊接区受到焊条药皮分解产生的气体及熔渣的保护，使其与大气相隔离;当电弧连续向前移动时，焊件和焊条不断熔化汇成新的熔池，原来的熔池则不断冷却凝固，形成连续的焊缝。焊接设备与工具焊接设备为了满足焊接过程的需要，各种焊接设备应具备以下基本性能要求:焊接开始时，设备能提供较高的空载电压（约60,80V）,以便于引燃电弧;焊接过程中，能提供稳定的低电压、大电流;当焊条与焊件短路时，能把短路电流限制在某一安全数值内（一般为额定电流的1.5,2倍）;焊接电流可根据焊接需要方便、灵活地进行调节。（1） 交流弧焊机是一种特殊的降压变压器，又称为弧焊变压器。它具有结构简单、价格便宜、使用方便、噪音较小、维护简便等优点，但电弧稳定性较差。生产上用的交流弧焊机较多，图6-6为BX1-330交流弧焊机，是目前工厂常用的交流弧焊机之一。其型号中“B”表示弧焊变压器，“X”表示下降外特性（电源输出端电压与输出电流的关系称为电源的外特性），“1”为系列序号，“330”表示弧焊机的额定电流为330A。图6-6交流弧焊机1-外电源2-电闸3-保险丝4-输入电缆5-调节手柄（细调电流）6-接地螺钉7-焊钳8-焊条9-焊接件10-焊接电缆线11-线圈抽头（粗调电流）12-电流指示盘（2） 旋转直流弧焊机旋转直流弧焊机由一台三相感应电动机和一台直流弧焊发电机组成，又称为弧焊发电机。旋转直流弧焊机的电弧稳定性好，焊缝质量较好，但其结构复杂，制造成本高，维修较困难，使用时噪音大。图6-7为AX1-500旋转直流弧焊机。其型号中“A”表示弧焊发电机，“X”表示下降外特性，“1”为系列序号，“500”表示弧焊机的额定电流为500A。图6-7旋转直流弧焊机1-外电源2-电闸3-保险丝4-输入电缆5-调节手柄6-电流指示盘7-直流发电机8-粗调电流接头9-接地螺钉10-焊钳11-焊条12-焊接件13-焊接电缆线14-交流电动机整流弧焊机整流弧焊机是电弧焊专用的整流器，故又称弧焊整流器。它是利用交流电经过变压、整流后获得直流电，具有结构简单、坚固耐用、工作可靠、噪音较小、维修方便和效率高等优点，已经被大量应用。与交流弧焊机相比，整流弧焊机的电弧稳定性好;与旋转直流弧焊机比较，整流弧焊机结构较简单，使用时噪音小。整流弧焊机是我国手工电弧焊机的发展方向。图6-8为ZXG-300整流弧焊机，是一种常用的整流弧焊机。其型号中“Z”表示弧焊整流器，“X”表示下降外特性，“G”表示整流弧焊机采用的是硅整流元件，“300”表示整流弧焊机的额定电流是300A。图6-8整流弧焊机1-外电源2-电闸3-保险丝4-电流指示盘5-电流调节器6-电源开关7-焊钳8-焊条9-焊接件10-焊接电缆线11-输入电缆焊接工具焊钳焊钳是用来夹持焊条进行操作的工具，如图6-9所示。焊钳与焊机间用一根电缆连接;在焊机与焊件间用另一根电缆连接;焊钳外部用绝缘材料制成，有绝缘和隔热的功效。图6-9焊钳图6-10手持式面罩面罩面罩用于防止弧光及飞溅的金属灼伤操作者面部，分为手持式和头盔式两种。面罩观察窗上装有有色化学玻璃，可过滤紫外线和红外线，在电弧燃烧时通过观察窗观察电弧燃烧情况和熔池，以便于操作。手持式面罩如图6-10所示。辅助工具辅助工具包括焊条箱(筒)、尖头锤和钢丝刷等。焊条箱(筒)用于盛放焊条，尖头锤用于清除焊渣，钢丝刷主要用于除锈。焊条焊条结构焊条是手工电弧焊时的焊接材料，由焊芯和药皮组成，如图6-11所示。焊芯是组成焊缝金属的主要材料，为一金属棒，既作为焊接电极传导电流，产生电弧，又作为填充焊缝的金属，熔化后填充焊缝。焊芯的直径称为焊条直径，最小为1.6mm，最大为8mm;焊芯的长度即为焊条的长度。常用焊条的直径和长度规格如表6-1所示。药皮是涂压在焊芯表面的涂料层，由矿物质、有机物、合金粉末和粘接剂等原料按一定比例配制而成，其作用是保证焊接电弧的稳定燃烧，保护熔池内的金属不被氧化，弥补烧损的合金元素以提高焊缝的力学性能。图6-11焊条的结构1-药皮2-焊芯3-焊条夹持端表6-1焊条的直径及长度规格焊条直径(d)/mm2.0,2.53.2,4.05.0,5.8焊条长度(L)/mm250,300350,400400,4506.2.3.2焊条种类及型号按药皮熔渣的性质不同，焊条可分为两类:酸性焊条和碱性焊条。药皮中含有多量酸性氧化物(如SiO、TiO、FeO等)的焊条，称为酸性焊条，常用的酸性焊条有钛钙型焊2223条。药皮中含有多量碱性氧化物（如CaO、MnO、FeO、NaO、MgO等）的焊条，称为碱2性焊条，常用的碱性焊条其药皮是以碳酸盐和氟石为主的低氢型焊条。酸性焊条适用于交、直流焊机，焊接工艺性能较好，但焊缝力学性能，尤其是冲击韧性较差，适用于一般的低碳钢和强度不高的低合金钢结构的焊接。碱性焊条主要适用于直流焊机，且引弧困难，电弧不够稳定，但焊缝力学性能和抗裂性能良好，适用于低合金钢、合金钢以及承受动载荷的低碳钢重要结构的焊接。按被焊金属的不同，焊条还可分为碳钢焊条、铸铁焊条、不锈钢焊条、铝及其合金焊条、铜及其合金焊条等。根据GB/T5117—1995的规定，碳钢焊条的型号的编制是以英文字母“E”加四位数字来表示。“E”表示焊条;前两位数字表示焊缝金属的最低抗拉强度值;第三位数字表示焊接位置，若为“0”或“1”表示焊条适合全位置焊接，若为“2”表示焊条适用于平焊;第三位和第四位数字组合后，表示焊接电流种类和药皮类型，若为“03”表示可以交、直流两用，钛钙型药皮，若为“05”表示只能用直流电源，低氢型药皮。例如E4303,其符号和数字的含义如下所示：E4303表示药皮类型和电流种类：药皮为酸性钛钙型，可交、直流两用表示适用的焊接位置：全位置（平焊、立焊、横焊和仰焊）表示焊缝金属抗拉强度的最小值:?430MPa表示焊条常用的碳钢焊条型号和主要用途见表6-2。表6-2常用的碳钢焊条型号和主要用途型号药皮类型焊接电流主要用途钛钙型直流、交流焊接较重要的低碳钢结构和同强度等级的低合金钢E4303钛铁矿型直流、交流焊接低碳钢结构E4301高纤维钾型直流、交流用于立向下焊的低碳钢薄板结构E4311高钛钾型直流、交流焊接一般低碳钢薄板结构E4313低氢钠型直流反接焊接重要的低碳钢和某些低合金干结构E4315低氢钾型直流、交流焊接重要的低碳钢和某些低合金干结构E4316氧化铁型直流、交流焊接低碳钢结构E4320铁粉钛钙型直流、交流焊接较重要的低碳钢结构的高效焊条E4323铁粉氧化铁型直流、交流焊接低碳钢结构的高效高速重力焊条E4327钛铁矿型直流、交流焊接16Mn及相同强度等级的低合金钢的一般结构E5001钛钙型直流、交流焊接16Mn及相同强度等级的低合金钢的一般结构E5003低氢钠型直流焊接重要的低碳钢、中碳钢或低合金钢结构E5015低氢钾型直流、交流焊接中碳钢及某些重要的低合金钢结构E5016铁粉低氢钾型直流、交流焊接重要的碳钢及低合金钢结构E5018铁粉钛型直流、交流焊接低碳钢及某些低合金钢结构的高效焊条E5024铁粉氧化铁型直流、交流焊接低碳钢及某些低合金钢结构的高效焊条E5027铁粉低氢型直流、交流用于碳钢及低合金钢结构的高效率焊条E5028焊条的使用（1）焊条型号选用原则焊条型号的选用应遵循以下原则:a（结构钢（包括低碳、中碳、普通低合金钢）焊接时，一般是按结构钢的抗卡强度来选择相应等级的焊条。b（合金结构钢焊接时，焊条型号的选用要求焊缝金属的合金成分与母材成分相同或相近。C（母材中的碳、硫、磷等元素含量较高时，应选用抗裂性较好的低氢型焊条。d（在高温或低温环境下工作的焊件，应选用适应该环境温度的耐热钢焊条或低温焊条。e（在腐蚀介质中工作的焊件，应选用不锈钢焊条或其它耐腐蚀焊条。f（承受动载荷或冲击载荷的焊件，应选用塑性和韧性高的低氢型焊条。此外，还应考虑焊件的形状及刚性、焊条的工艺性能、施工条件和经济性等。在满足使用性能和工艺性能的前提下，应选用成本低、规格大、效率高的焊条。（2）焊条使用注意事项焊条使用时应注意以下事项:a（所购焊条应有生产厂的质量合格证，若无合格证或对焊条质量有疑问时，应按批次抽查试验，合格后方能使用。b（存放一年以上（从生产之日算起）的焊条，使用前应进行工艺性能试验，合格后方能使用。c（对受潮严重、焊芯有明显锈迹的焊条，需烘干后进行质量评估，各项性能指标均满足要求时，方能使用，但不能焊接重要的产品。d（严重变质或药皮脱落的焊条，必须报废，不得使用。e（焊条使用前，应按说明书规定的温度烘干。碱性（低氢型）焊条使用前的烘干温度为350,400?，随炉升温，到温后保温l,2h;随炉冷却到100,150?后，放入保温箱（筒）内，随用随取;当天未用完的，应放在保温箱内存放，否则使用前应重新烘干;反复烘干的次数不能超过3次。酸性焊条在存放时间短、包装完好的情况下，用于焊接一般结构时，使用前可不进行烘干处理;当焊条受潮后，可在随炉升温到80,150?，保温1,2h烘干;焊接重要的结构时，必须烘干后使用。焊接接头型式和坡口型式焊接接头型式由于焊件厚度和使用条件的不同，需要采用不同的接头型式。常用焊接接头型式包括对接接头、搭接接头、角接接头和T接接头等，各种接头型式如图6-12所示。其中对接接头是比较理想的接头型式，接头焊缝方向与载荷方向垂直，是最常用的型式。a）b）c）d）图6-12常用焊接接头型式a） 对接b）搭接c）T接d）角接焊接坡口型式当焊件较薄时（,6mm），在焊件接头处留有一定间隙就能保证直接焊透;当焊件厚度超过6mm时，为了保证焊透，接头处应根据焊件厚度预先制出各种型式的坡口。对接接头常见的坡口型式见表6-3。表6-3对接接头常见的坡口型式坡口名称简图备注1（厚度为1,3mm时，采用单面焊，间隙取0,1.5mm;I形坡口2（厚度为3,6mm时，采用双面焊1（厚度较小时，采用单面焊；Y形坡口2（厚度较大时，采用双面焊1（厚度较小时，采用单面焊；带钝边U形坡口2（厚度较大时，采用双面焊双Y形坡口采用双面焊加工坡口时，通常在焊件厚度方向留有直边，称为钝边，是为了防止烧穿。接头组装时，通常留有间隙，是为了保证焊透。焊接较厚的焊件时，为了焊满坡口，应采用多层焊或多道多层焊，如图6-13所示。b） c）a）图6-13焊缝施焊方法1、2、3???表示焊接顺序a）单层焊b）多层焊c）多层多道焊焊接位置焊接过程中，焊缝在空间所处的位置，称为焊接位置，可分为平焊、立焊、横焊和仰焊。对接接头的各种焊接位置如图6-14所示;角接接头的焊接位置如图6-15所示。各种焊接位置中，平焊操作方便，劳动条件好，生产率高，焊缝质量容易保证，因此，应尽量放在平焊位置焊接。立焊、横焊位置次之，仰焊位置最差。a）b）c）d）图6-14对接接头的焊接位置a）平焊b）立焊c）横焊d）仰焊a）b）c）d）图6-15角接接头的焊接位置a）平焊b）立焊c）横焊d）仰焊焊接工艺参数焊接工艺参数，是指焊接时为保证焊接质量而选定的诸多物理量的总称。手工电弧焊的焊接工艺参数包括电源种类及极性、焊条直径、焊接电流、电弧长度、焊接速度和焊接层数等。焊接工艺参数选择是否恰当，对焊接质量和生产率都有很大影响。6.2.6.1焊接电源种类及极性焊接电源通常是根据焊条性质来选择。酸性焊条可选择直流电源，也可选择交流电源，但因交流弧焊机结构简单，价格低廉，使用和维修保养方便，应优先选择。碱性焊条一般选用旋转直流弧焊机或整流弧焊机。选用旋转直流弧焊机或整流弧焊机时还要考虑极性的选择。焊条直径焊条直径应根据焊件厚度、接头型式和焊缝空间位置来确定。不同厚度的焊件选用焊条直径可按表6-4选择。厚度大的焊件、角焊缝应选用直径大的焊条，以提高生产率;而对于立焊和仰焊，为了控制熔池，防止金属液滴落，应选择直径较小的焊条，一般应小于4mm。表6-4焊条直径的选择焊件厚度,mm2,33,44,8&12,12焊条直径,mm1.6,2.02.5,3.23.2,4.04.0，5.04.0,5.86.2.6.3焊接电流焊接电流是指焊接时流经焊接回路的电流。焊接电流直接影响焊接过程的稳定性及焊缝成形的质量。电流过大会造成熔融金属向熔池外飞溅,易产生咬边和烧穿等缺陷;电流过小则熔池温度低,熔渣与熔融金属分离困难,易产生未焊透和夹渣,且生产率低。选择焊接电流可参考焊条使用说明书,平焊时也可用下列经验公式确定:I,(30,55)d式中I——焊接电流，A;d 焊条直径，mm。如采用直径较小的焊条时,应选择较小的系数。当采用直流焊机时,选用的焊接电流应比交流焊机小10,;横焊、立焊和仰焊时的焊接电流应比平焊时小10,15,。焊接速度焊接速度是指焊条沿焊缝长度方向移动的速度。焊接速度直接影响焊接效率。为了获得最大的焊接速度,应在保证质量的前提下,采用较大的焊条直径和焊接电流。但焊接速度太快,焊波高而尖,焊缝熔宽和熔深都减小,甚至可能产生夹渣和焊不透的缺陷;焊接速度太慢,焊缝宽度和堆高增加,生产率低,焊薄板时还易烧穿。初学者要避免焊接速度太快。6.2.6.5电弧长度电弧长度决定电弧电压。电弧长，电弧电压高，反之，电压低。电弧过长时，燃烧不稳定，熔深减小，易产生焊接缺陷。因此，焊接时要求采用短弧焊接，一般要求电弧长度不超过焊条直径。焊接层数中、厚板焊接时必须开坡口，进行多层焊接。由于后焊的焊层对先前的焊层有热处理的作用，多层焊有利于提高焊缝质量，前提是必须清理干净前层的焊渣。手工电弧焊的基本操作引弧使焊件和焊条间产生稳定电弧的过程称为引弧。引弧时，先将焊条引弧端与焊件接触，形成短路，然后迅速将焊条向上提起2,4mm，电弧即可引燃。引弧的方法有敲击法和划擦法两种，如图6-16所示。敲击法:不会损坏焊件表面，是生产中常用的引弧方法，但引弧成功率低。划擦法:操作方便，以弧效率高，但容易损坏焊件表面，故较少采用。a)b)图6-16引弧方法a)敲击法b)划擦法1、3-引弧前2、4-引弧后引弧操作应注意以下几点:焊条提起要快，否则焊条容易粘在焊件上;如发现粘条现象，只需将焊条左右摇动即可脱离。对于初学者，采用划擦法不易粘条。焊条提起不能太高，否则电弧会燃而复灭。一般提起高度为2,4mm。若焊条与焊件接触后不能引弧，往往是焊条端部有药皮等妨碍导电，这时可将端部绝缘物质清除，露出金属表面以利导电。电弧引燃后，焊条会熔化变短。为了维持电弧稳定燃烧，应不断向下送进焊条，送进焊条的速度应和焊条熔化的速度相同，以保持电弧长度稳定不变。堆敷平焊波在平焊位置的焊件上堆敷焊缝称为堆敷平焊波，是手工电弧焊最基本的操作。初学者进行操作练习时，在选择合适的焊接电流后，应注意掌握好焊条角度，控制电弧的长度以及适当的焊接速度。焊条角度平焊的焊条角度如图6-17所示。电弧长度均匀地向下送进焊条，保持电弧长度基本稳定，电弧长度约为焊条的直径。焊接速度均匀地沿焊接方向前移焊条，使焊接过程中保持熔池宽度基本不变(和所要求的焊缝熔宽相一致);焊厚板时，焊条除作直线移动外，同时要作横向摆动。焊接时的基本动作如图6-18所示。图6-17平焊的焊条角度图6-18焊接的基本动作1-向下送进2-沿焊接方向移动3-横向摆动6.2.7.3焊缝收尾焊缝收尾时，焊缝末端的尾坑应当填满。为了填满尾坑，通常是将焊条压近尾坑，在其上方停留片刻，将尾坑填满后再逐渐抬高电弧，使熔池逐渐缩小，最后满满拉断电弧。焊缝收尾的方法还包括划弧收尾、回焊收尾和反复断弧收尾等。划弧收尾法利用手腕动作做圆周运动，直到尾坑填满后再逐渐向上拉断电弧，如图6T9a所示。回焊收尾法当焊条移动到焊缝末端时，即停止向前移动，但不熄灭电弧，仅适当改变焊条角度，待尾坑填满后，再拉断电弧，如图6-19b所示。反复断弧收尾法在尾坑处连续反复熄弧和引弧，直到填满尾坑为止，如图19c所示。a)b)c)图6-19焊缝收尾方法a)划弧收尾法b)回焊收尾法c)反复断弧收尾法6.2.8手工电弧焊安全操作技术设备安全技术设备必须接地可靠，并安装触电保护器;线路各连接点必须接触良好，防止松动、接触不良而发热。焊钳不得放置在工作台上，以免短路烧毁焊机。焊机出现异常情况时，应立即切断电源，停止工作。长时间不进行焊接、操作完毕或检查焊机时必须切断电源。操作人员安全技术预防触电焊前要检查焊机外壳接地是否良好、焊钳和焊接电缆绝缘有无破损;操作前应穿绝缘鞋，并戴好电焊手套;操作过程中不能同时接触焊机输出两端;发生触电时应立即切断电源。避免弧光伤害穿好长袖工作服，戴好手套，以免弧光伤害皮肤;操作时要使用面罩，保护眼睛和面部皮肤;操作间要有效隔挡，以免弧光伤害他人。防止烫伤焊后的焊件不得用手直接接触，必须用夹钳夹取;敲渣时应注意焊渣飞出方向，避免渣屑烫伤眼睛和脸部。注意通风焊接场所应通风良好，有条件应安装通风除尘设备，以防焊接时的有害气体积聚，影响人员健康。防火、防爆焊接场所周围不能存放易燃易爆物品;焊接结束应检查周围有无火种。6.3气焊与气割气焊气焊是利用气体火焰作热源，熔化母材和填充金属的焊接方法。气焊通常使用的气体是乙炔(CH)和氧气(0)，乙炔是可燃气体，氧气是助燃气体，乙炔和氧气混合燃烧222形成的火焰，称为氧乙炔焰，其温度可达3150?，采用氧乙炔焰进行的焊接称为氧乙炔焊，如图5-20所示。与手工电弧焊相比，气焊火焰的温度低，热量较分散，加热较缓慢，生产率低，焊接变形大;气焊火焰还会使液态金属氧化，其保护效果较差，焊接接头质量不高。但气焊不需要电源，适宜在无电源的野外作业，且火焰加热容易控制熔池温度，易于获得均匀焊透，实现单面焊双面成形。气焊适宜焊接3mm以下的低碳钢薄板、铸铁和管子，在质量要求不高的情况下，也可用于不锈图6-20氧乙炔焊示意图钢、铝和铜及其合金的焊接。1-焊件2-熔池3-焊缝4-焊嘴5-焊丝6.3.1.1气焊设备气焊所用设备主要有氧气瓶、乙炔瓶或乙炔发生器、减压器、回火保险器和焊炬等，其气路连接如图65-21所示。图6-21气焊设备的连接1-氧气瓶2-氧气减压器3-乙炔瓶4-乙炔减压器氧化瓶氧气瓶是用于储存和运输氧气的高压容器，如图6-22所示。其工作压力3为15MPa，容积为40L,在15MPa压力下可储存6m的氧气。氧气瓶的外表面涂天蓝色漆，并用黑漆写上“氧气”字样。输送氧气的橡胶管一般为黑色或绿色。氧气瓶的放置必须平稳可靠，不得与其它气瓶混放在一起;氧气瓶与气焊操作地点或其它火源的距离应保持在5m以上;氧气瓶严禁撞击和接触油脂;夏天要防止曝晒，冬季阀门冻结严禁用火烘烤，可用热水解冻;氧气瓶内的气体不能用完，瓶内压力不得少于0.2MPa。图6-22氧化瓶图6-23乙炔瓶1-瓶座2-瓶身3-瓶阀4-瓶帽1-瓶口2-瓶帽3-瓶阀4-石棉5-瓶身6-多孔填料7-瓶座8-瓶底乙炔瓶乙炔瓶是用于储存和运输乙炔气的容器，如图6-23所示。其工作压力为1.5MPa，容积为40L。乙炔瓶的外表面涂白色漆，并用红漆写上“乙炔”和“火不可近”字样。乙炔瓶内装有浸满丙酮的多孔性填料，利用乙炔能溶解于丙酮的特性，能使乙炔稳定、安全地储存在瓶内。使用时，溶解在丙酮内的乙炔分解出来，而丙酮仍留在瓶内，以便溶解再次灌入的乙炔。输送乙炔的橡胶管一般为红色。使用乙炔瓶时，除了应遵守氧气瓶的使用要求外，还应注意:瓶体温度不得超过30,40?;搬运、装卸、存放和使用时应竖立放置;不能遭受剧烈振动;必须配备回火保险器；乙炔瓶与氧气瓶的距离不得小于5m,与气焊操作地点的距离应保持在10m以上;存放地点必须通风良好。乙炔发生器乙炔发生器是制造和贮存乙炔的设备，通过水与电石的反应得到乙炔气体。Q3-1型中压乙炔发生器的构造如图6-24所示。使用时，先向乙炔发生器、贮气筒和回火保险器注入水，使水从各自的溢水阀流出为止，然后关闭溢水阀;将电石篮升降杆移至最后一挡，使电石篮与水分离;装入电石后，用开盖手柄关闭发气室，再将将电石篮升降杆移至最左一挡，使电石与水接触，产生乙炔气体;电石反应结束后，若要继续使用，应先将发气室的溢水阀打开，降低发气室的压力，然后再打开上盖，添加电石。每天工作完毕，向下拉电石渣开关杆，将橡皮塞顶起，使电石渣自动流出，然后用清水冲洗干净。由于乙炔是易燃易爆气体，乙炔发生器必须严格按安全使用规程操作。乙炔发生器必须安装回火保险器;乙炔发生器周围严禁火种;移动式乙炔发生器应置于空气流通处，并相距操作地点10m以上，要定期进行检查。图6-24Q3-1型乙炔发生器1-贮气筒水位阀2-贮气筒3-排渣口4-内层筒圈5-乙炔减压器6-开盖手柄压板环筒盖9-电石篮10-移动调节杆11-筒体12-回火保险水位阀13-回火保险器减压器减压器是将高压气体转变为低压气体的调压装置。气焊使用的气体压力一般比较低，因此，必须将气瓶内输出的高压气体减压后才能使用。减压器的作用就是降低气体压力，并保持降压后的气体压力稳定不变，而且可以调节减压器输出气体的压力。常用氧气减压器的构造和动作原理如图6-25所示。调压螺钉松开后，活门弹簧将活门关闭，减压器处于关闭状态，从气瓶过来的高压气体停留在高压室中，高压表显示高压气体的压力，也即气瓶内气体的压力。拧入调节螺钉，使调压弹簧受压，活门被顶开，高压气体由活门处进入低压室，由于气体体积膨胀，使气体压力下降，低压表显示出低压气体的压力。随着低压室中气体压力增加，压迫薄膜和调压弹簧，使活门开启度逐渐减小;当低压室内的气体压力达到一定数值时，活门将关闭。调整调压螺钉的拧入程度，可以改变低压室内的气体压力，获得所需要的工作压力。焊接时，低压气体从出气口流出通向焊炬，低压室内气体压力下降，使薄膜上鼓，顶开活门，高压气体经活门进入低压室，补充输出的气体;当输出的气体增多或减少时，活门的开启度也响应增大或减小，使输出气体压力保持稳定。a)b)图6-25减压器构造图6-26回火保险器工作示意图1-高压表2-低压室3-调压弹簧4-调压手柄a)正常工作时b)回火时5-薄膜6-气体通道7-低压表8-安全帽1-防爆膜2-出气管活门10-活门弹簧3-水位阀4-止回阀回火保险器正常情况下，氧乙炔焰应在焊嘴外燃烧，如果乙炔压力不足、焊嘴或管路堵塞、焊嘴离焊件太近或焊嘴过热，火焰会沿乙炔管路往内燃烧，焊嘴外面的火焰突然熄灭，这就是回火现象。回火气体温度高、压力大，如不即使排除，则有可能烧毁焊炬和管路，甚至引起乙炔瓶或乙炔发生器爆炸。回火保险器的作用就是截断回火气体，防止回火蔓延到乙炔气源，从而保证设备和人员的安全。中压水封式回火保险器的结构和工作原理如图6-26所示。使用前，先将水加到水位阀的高度，关闭水位阀。正常焊接时，乙炔从进口输入，推开球阀进入回火保险器，从出口输送到焊炬。发生回火时，回火气体燃烧到回火保险器后，被水面阻隔。由于回火气体压力大，使球阀关闭，乙炔不能再进入回火保险器，回火自动熄灭。若回火保险器内的回火气体压力太大，则回火保险器上部的防爆膜破裂，回火气体排入大气。更换防爆膜后才能继续使用。焊炬焊炬又称焊枪，是用于控制气体混合比、流量及火焰并进行焊接操作的工具。焊炬的作用是将乙炔和氧气按一定比例均匀混合，由焊嘴喷出后点燃，产生气体火焰。射吸式焊炬的外形如图5-27所示。常用焊炬的型号有H01-2和H01-6等，型号中“H”表示焊炬，“0”表示手工，“1”表示射吸式，“2”和“6”表示可焊接最大厚度不超过2mm和6mm的低碳钢板。每种型号的焊炬均配备3,5个大小不同的焊嘴，用于焊接不同厚度的焊件。图6-27射吸式焊炬1-焊嘴2-气体混合管3-乙炔阀门4-手柄5-氧气阀门焊丝与气焊熔剂焊丝气焊焊丝在焊接过程中作为填充金属与熔化的母材一起形成焊缝。焊接低碳钢时，常用的焊丝为H08和H08A等。气焊时应根据焊件厚度来选择焊丝直径，一般为2,4mm。为了保证焊接接头质量，焊丝直径与焊件厚度不宜相差太大。气焊熔剂气焊熔剂是气焊时的助熔剂，其作用是保护熔池金属，去除焊接过程中产生的氧化物，增加液态金属的流动性和润湿性。除焊接低碳钢外，其它材料气焊时需要使用气焊熔剂，如铸铁、不锈钢、耐热钢、铜、铝等材料气焊时均需使用气焊熔剂。气焊火焰氧乙炔火焰的性质取决于氧气和乙炔的混合比例，不同的氧气和乙炔比例可获得三种不同性质的火焰，如图6-28所示。中性焰当氧气和乙炔的体积比为1.1,1.2时，燃烧的火焰为中性焰，又称正常焰。中性焰由焰心、内焰和外焰组成。靠近喷嘴处为焰心，呈白亮色;内焰呈蓝白色;外焰由内向外逐渐由淡紫色变为橙黄色。火焰各部分的温度分布如图6-29所示，其内焰的温度最高可达3150?。中性焰适用于焊接低碳钢、中碳钢、低合金钢、不锈钢、铜、铝及铝合金等金属材料，是应用最广的一种气焊火焰。图6-28气焊火焰图6-29中性焰的温度分布a)中性焰b)碳化焰c)氧化焰碳化焰当氧气和乙炔的体积比小于1.1时，燃烧的火焰为碳化焰。由于氧气供给不足，乙炔燃烧不完全，碳化焰中含有游离碳，具有较强的还原作用和一定的渗碳作用。碳化焰的火焰长度大于中性焰，温度较中性焰低，最高温度约为2700,3000?。碳化焰适用于焊接高碳钢、铸铁和硬质合金等材料。氧化焰当氧气和乙炔的体积比大于1.2时，燃烧的火焰为氧化焰。由于氧气过量，燃烧较剧烈，火焰明显缩短，只有焰心和外焰两部分，但温度可达3100,3300?。氧化焰对熔池金属有强烈氧化作用，一般气焊很少采用，只有在气焊黄铜、镀锌铁板时才采用轻微的氧化焰，以利用其氧化性，在熔池表面形成一层氧化物膜，减少低沸点的锌的蒸发。6.3.1.4气焊基本操作点火点火时，先微开氧气阀门，再打开乙炔阀门，然后将焊嘴靠近明火点燃火焰。开始练习时，有时会出现连续的“放炮”，原因可能是乙炔不纯。此时可放出不纯的乙炔气体，再重新点火。如火焰不易点燃，可能是氧气阀门打开太大，这时可微关氧气阀门，再试着重新点火。调节火焰调节火焰包括调节火焰的性质和大小。首先应根据焊件材料确定火焰的性质。通常点火后得到的是碳化焰。若要调成中性焰，则应逐渐开启氧气阀门，增大氧气供给量;调成中性焰后，若继续增大氧气供给量，就能得到氧化焰。反之，若增加乙炔供给量或减少氧气供给量，就能得到碳化焰。火焰的大小应根据焊件厚度来确定，同时兼顾操作人员的技术熟练程度。焊件厚则火焰大，焊件薄则火焰小;操作人员技术熟练火焰可大一点，反之，火焰应小一点。调节火焰大小时，若要减小火焰，应先减少氧气，后减少乙炔;若要增大火焰，应先增加乙炔，后增加氧气。（3）灭火灭火的步骤和点火相反，应先关乙炔阀门，后关氧气阀门，使火焰自然熄灭，否则会引起回火。（4）平焊的一般操作方法气焊时，一般右手握焊炬，左手拿焊丝，沿焊缝向左或向右焊接。沿焊缝从右向左焊接称为左向焊，一般用于焊接较薄的焊件;焊件厚度较大时，常采用右向焊，即从左向右焊。气焊操作时，应掌握好以下要领:?焊炬的倾斜角度焊接时，焊嘴轴线的投影应与焊缝重合。在开始焊接时，为了尽快加热和熔化焊件形成熔池，焊炬的倾角（a）应大些，接近于垂直焊件;正常焊接时，焊炬的倾角（a）—般保持在40?,50?之间;焊接结束时，应减小焊炬倾角，以便更好地填满尾坑和避免焊穿。焊炬的倾角如图6-30所示。?加热温度采用中性焰焊接时，应利用中性焰最高温度处加热焊件，即利用内焰加热焊件。焊接时，应先将焊件局部加热到熔化后再加焊丝;加焊丝时，要把焊丝端部插入熔池，使其熔化。焊接过程中，要控制熔池温度，避免熔池塌陷。?焊接速度气焊时的焊接速度（即焊炬沿焊接方向移动的速度）应保证焊件的熔化，并保持熔池具有一定的大小。图6-30焊炬的倾角1-焊丝2-焊嘴3-焊件6.3.2气割氧气切割简称气割。气割是利用气体火焰的热能将金属加热到燃烧点，然后喷射出切割氧，使割缝处的金属剧烈燃烧，并吹除燃烧后生成的氧化物，将金属分割的一种方法。氧气切割如图6-31所示。在整个气割过程中，割件金属没有熔化，因此，气割过程实质上是金属在纯氧中燃烧的过程。图6-31气割示意图图6-32割炬气割时所需的设备中，除了用割炬替代焊炬外，其余设备与气焊时相同。割炬又称割枪，如图6-32所示。与焊炬相比，割炬多一根切割氧气管和氧气控制阀。常用割炬的型号有G01-30、G01-100和G01-300等。型号中“G”表示割炬，“0”表示手工，“1”表示射吸式，“30”、“100”和“300”表示能切割低碳钢的最大厚度分别为30mm、100mm和300mm。各种型号的割炬均配有几个大小不同的割嘴，用于切割不同厚度的割件。6.3.2.1气割金属应满足的条件对金属材料进行气割时，必须具备以下条件:金属材料的燃点必须低于其熔点由于液态金属的流动性大，先行流失，造成熔化边缘不整齐，不能获得平整的切口。金属材料的燃点低于其熔点，可以保证金属在气割过程中是燃烧过程，而不是熔化过程。如低碳钢的熔点约为1500?，而其燃点约为1350?，能满足燃点低于熔点的要求。随着碳含量的增加，碳钢的燃点升高，而熔点下降;当碳含量为0.7,时，钢的燃点接近熔点;当碳含量大于0.7,时，钢的燃点高于熔点，故难以切割。铸铁的燃点比熔点高，所以难以采用气割。金属氧化物的熔点低于被切割金属的熔点及切割温度，同时流动性好如果金属氧化物的熔点高于被切割金属的熔点及切割温度，则生成的金属氧化物挂在切口表面形成固态氧化物薄膜，阻碍氧流与下层金属接触，使气割过程不能正常进行。如铝的熔点(658?)低于氧化铝的熔点(2060?)，铬的熔点(1550?)低于氧化铬的熔点(1990?)，故铝和铝合金、高铬或铬镍钢都不具备气割条件。金属燃烧时能释放出较多的热量，以便对下层金属起预热作用如在气割低碳钢时，70,的预热金属的热量来自金属本身燃烧时的放热反应热量，仅有30,的预热热量来自预热火焰。故气割时热量的来源主要是金属本身燃烧时的放热反应热量。金属导热性不能太高如金属导热性高，则因热量散失较快，金属燃烧时产生的热量不能对下层和前方待切割的金属集中加热，使待切割金属难以达到燃点温度，使切割难以进行。根据以上条件衡量，纯铁、低碳钢、中碳钢和低合金结构钢等能进行气割，而铸铁、奥氏体不锈铜、铝及其合金等，均不能进行气割。气割形成过程氧气切割过程可分为三个阶段。预热阶段气割开始时，用氧乙炔中性焰将割件起割处的表层金属加热，预热到燃烧温度(即燃点)。对于低碳钢，其燃点约为1350?。燃烧、吹渣阶段当起割处预热到燃点后，即开启切割氧，使起割处表层金属迅速燃烧并随即吹除燃烧时生成的金属氧化物溶渣，露出下层和前方的新金属;预热火焰即时将下层和前方的新金属加热到燃点，又在切割氧流作用下燃烧，生成的金属氧化物溶渣被切割氧吹除。这样的过程连续不断，切割处的金属被分离，形成切口。连续燃烧、吹渣阶段被加热到熔点温度的下层和前方金属，在切割氧流的连续作用下，随割炬迅速前移，金属被一分为二，形成割缝，完成切割过程。气割过程中，氧气的作用是使金属燃烧及从切口吹除熔渣。因此，切割氧的纯度、压力、流速和切割氧流的形状(风线)对气割速度、气割质量和气体消耗量都有很大影响。6.3.2.3气割顺序确定原则正确的气割顺序应以尽量减少割件的变形，维护操作人员的安全，操作时顺手等原则来考虑。在同一割件上有边缘切割和内部切割时，应先割边缘再割中间。同一割件上有直线和曲线割缝时，应先割直线后割曲线。在割线围成的图形中既有大块又有小块时，应先割小块后割大块。同一割件上有垂直形割缝时，应先割底边后割垂直边。割件断开的位置最后切割。此时应加倍小心，注意安全。6.4焊接缺陷与检验焊接缺陷焊接工程质量始终与“缺陷”有联系。焊接接头中的不均匀性、不连续性以及其它不健全性等的欠缺，统称为焊接缺陷。焊接缺陷的存在，使焊接接头的质量下降、性能变差，但未必危及产品的使用适用性。而焊接缺陷是指对产品结构构成危害，损及其质量的焊接缺陷。有焊接缺陷的产品，或者返修，或者判废。因此，必须重视焊接缺陷。6.4.1.1焊接缺陷的分类根据我国国家标准GB,T6417-1986《金属熔焊焊缝缺陷分类及说明》，焊接缺陷可分为六大类:第1类为裂纹，第2类为孔穴，第3类为固体夹杂，第4类为未熔合和未焊透，第5类为形状缺陷，第6类为其它缺陷。每一大类又分为若干小类。根据国际焊接学会(IIW)的标准(IIW-SST-1157——1990)，对焊接接头的缺陷分类如下:不连续性缺陷:包括裂纹、夹渣、气孔和未熔合等。几何偏差缺陷:如错边和角变形等。常见焊接缺陷与对策焊接变形焊接时焊件受到局部的不均匀的加热，焊缝及其附近的金属被加热到高温，受温度较低部分的母材的拘束，不能自由膨胀，因此冷却后将发生收缩，从而引起焊接变形。焊接残留变形及防止措施如表6-5所示。表6-5焊接残留变形及防止措施类别形状特征说明防止措施在可能的范围内尽量减少焊接量;选横择保证底部焊接良好的窄小间隙;使向垂直焊缝方向的用铁粉焊条、粗焊条;采用埋弧自动收收缩焊、半自动焊、电渣焊等大电流焊接缩法。纵沿焊缝方向的收在焊件上预留收缩量，同时为了保证向缩精度，考虑焊后的加工量收缩回在焊接过程中，坡在焊接终端点焊拘束;长接头两人同转口间隙张开或闭时施焊;采用分段焊、多点同时焊、变合的变形跳焊法;采用对称法、异向分段法。形对焊时采用焊接速度大的焊接法，坡焊接过程中，由于口角度要小;采用反向变形法或用拘角板厚方向温度不束卡具。角焊时采用焊接速度大、熔变均匀引起的板件敷效率高的焊接法;采用铁粉焊条、形围绕焊缝的角变粗焊条;采用断续焊;采用在变形反形向卡固拘束法。弯由于焊缝的纵向曲采用两端向中间焊接法;采用断续法或横向收缩引起变焊接;采用卡具拘束。的焊件的挠曲形扭尽量采用小的焊缝尺寸;焊条熔敷量转焊接后工件产生要小;避免焊缝集中;焊接时由拘束变的扭曲大的部位开始向拘束小的自由端进形行;采用卡具固定。薄板焊接时，由于波焊接产生的压应浪焊件外侧留加工余量，焊后切除;采力，使板件失稳而变用卡具拘束;焊后用火焰加热矫正。形成的波浪形变形形焊接接头缺陷焊接接头处常见的缺陷主要包括咬边、未焊透、未熔合、夹渣、气孔、裂纹和烧穿等，焊接接头缺陷及防止措施如表5-6所示-6焊接接头缺陷及防止措施表6类别形状特征说明防止措施选择合适的电流，避免电流过大;操焊缝表面和母材咬作时，焊接电弧不能拉得过长;焊条交界处附近产生边角度要合适;运条时，坡口中间的速的沟槽或凹陷度可快些，而边缘的速度要慢些未焊接时接头根部选择较大的焊接电流;选择较大的坡焊未完全熔透的现口角度和间隙;焊接速度不能太快;透象焊条角度要合适未焊道与母材间或选择较大的焊接电流;选择较慢的焊熔焊道与焊道间未接速度;焊缝要清理干净;合理的运合完全熔化结合的条方式部分选择较大的焊接电流;焊件边缘及焊夹焊接熔渣残留于层之间要清理干净;采用均匀一致的渣焊缝中的现象焊接速度;减小焊条倾角;限制焊条摆动的宽度熔池中的气体在降低焊接速度;焊接电流不能太大，气凝固时未能逸出也不能太小;焊接电弧要短;焊条要孔而残留下来所形烘干后使用;焊件表面和坡口处要清成的空穴理干净焊接接头中局部清理干净焊件表面及坡口处;焊条使区域的金属原子用前要烘干;限制原材料中的碳、硫、裂结合力遭到破坏磷等的含量;降低熔池的氢含量;采纹而形成的新界面用合理的焊接顺序及方向;焊前焊件所产生的缝隙预热焊接时熔深超过焊接电流不能太大;焊接速度不能太烧焊件厚度，液态金慢;减小坡口角度和间隙;减小焊条穿属从焊件背部下倾角坠的现象焊接检验零件在各种加工中加工完成后都必须进行质量检验。通过适当的检验手段，检查零件质量是否符合设计和使用要求，并采取相应的措施。质量检验是控制和保证焊接质量的重要环节。焊接检验的基本内容(1)焊接前检验焊接前检验包括母材和焊接材料的检验;焊接零件毛坯和夹具的检验;焊接设备和仪器的检验;焊接工艺参数的调整和检验;焊接操作人员技术水平的考核等内容。(2)焊接过程中检验焊接过程中检验包括检验焊接设备运行是否正常、焊接工艺参数是否稳定以及焊接材料选择是否正确等内容。焊接后检验焊接后检验包括焊接结构外形尺寸检验、焊接接头质量检验和焊接结构的强度及致密性检验等内容。焊接检验的常用方法(1)外观检验外观检验是用肉眼、低倍放大镜、量具或标准样板，检查焊接接头表面有无缺欠和焊缝形状尺寸的偏差，如表面的气孔、咬边、烧穿、裂纹、未焊透等。(2)着色检验在清洗干净的焊件表面涂上渗透性和流动性好的渗透剂，使渗透剂渗入缺欠处;再将表面剩余的渗透剂清除，然后施加一层薄的显示剂，将缺欠处残存的渗透剂吸出，并显示出一定的痕迹，从而可确定缺欠的形状和位置。磁粉检验利用强磁场中铁磁性材料表面缺欠处产生的漏磁场吸附磁粉的现象，进而判断缺欠位置和形状的无损检测法，如图6-33所示。磁粉检验可用于检验铁磁性材料表面和近表面的线状缺欠，如裂纹和未焊透图6-33磁粉检验示意图等。1-表面缺欠2-漏磁3-近表面缺欠射线检验采用X射线和Y射线正面照射焊缝，利用射线对金属和其它物质有较强的穿透能力和表现出不同的衰减规律，在焊缝背面的照相底片将得到不同程度的感光，底片冲洗后即可显示出焊缝内部缺欠的种类、位置和大小。射线检验是重要的无损检验方法，图6-34为X射线检验示意图。图6-34X射线检验示意图图6-35超声波检验示意图1-X射线管2-X射线3-焊件1-超声探头2-始波3-焊缝4-工件4-底片5-缺欠5-缺欠6-缺欠波7-底波超声波检验利用0.25,2.5Hz的超声波穿透金属和遇到界面能发生反射波的特性来检验焊件内部缺欠的一种无损检验方法，适合检验厚度较大的焊件焊缝。图6-35为超声波检验示意图。致密性检验采用气压试验、煤油试验等检验各种输送和储存液体或气体的管路或压力容器的焊缝的致密性。致密性检验用于检验焊缝是否存在穿透性缺欠。耐压检验在检验容器内充入气体或液体并缓慢加压，以检验容器有无泄漏、耐压能力和破坏情况等。耐压检验主要用于检验承受较高压力的压力管路、压力容器和锅炉等的焊缝质量。破坏性检验根据设计要求将焊接接头加工成试样，进行拉伸、弯曲和冲击等力学性能试验，或金相检验、断口检验等内部组织检查。6.5其它焊接与切割方法简介埋弧自动焊埋弧自动焊是一种电弧在颗粒状焊剂层下燃烧的电弧焊接方法，其引弧、电弧运动和送进焊丝等都是由焊机自动完成的。埋弧自动焊的焊接设备如图6-36所示，主要由焊接电源、控制箱和焊接小车三部分组成。MZ-1000型埋弧自动焊机是常用的埋弧自动焊机，其“M”表示埋弧焊机，“Z”表示自动焊机，“1000”表示额定焊接电流为1000A。图6-36埋弧自动焊机1-焊丝盘2-操纵盘3-小车4-立柱5-横梁6-焊剂漏斗7-送丝电机8-送丝轮9-小车电机10-机头11-导电嘴12-焊剂13-焊缝14-渣壳15-焊接电缆16-焊接电源17-控制箱埋弧自动焊的焊接过程如图6-37所示。电弧引燃后使焊件、焊丝和焊剂熔化，有一部分甚至被蒸发;金属和焊剂的蒸发气体形成一个封闭的包围电弧和熔池的空腔，使电弧和熔池与外部空气隔绝;随着电弧向前移动，电弧不断熔化前方的焊件、焊丝和焊剂，而熔池后部则开始冷却，凝固成焊缝;较轻的熔渣浮在熔池上面，冷却后形成渣壳。连续送进的焊丝相当于焊条的焊芯，颗粒状的焊剂相当于焊条的药皮。埋弧自动焊与手工电弧焊相比，具有以下优点:焊接质量好熔融的焊剂在熔池与焊缝周围形成严密的保护层;焊接工艺参数自动控制;焊接成形美观，质量高且稳定。生产效率高由于焊丝导电长度短，可采用大电流(1000A)焊接，熔深大，对较厚的焊件可以不开坡口或坡口可开得小些;不需要频繁更换焊条;节省焊接材料和工时。劳动条件好焊接过程自动化、图6-37埋弧焊焊缝形成过程机械化;电弧在焊剂下燃烧，避免了弧光1-焊丝2-导电嘴3-电弧4-焊件5-熔池对人体的伤害;烟尘小。6-焊缝7-渣壳8-熔渣9-焊剂6.5.2二氧化碳气体保护焊二氧化碳气体保护焊是利用CO气体作为保护气体的气体保护焊，简称CO焊。它是22用焊丝作为电极并兼作填充金属，靠焊丝和焊件间产生的电弧熔化焊丝和焊件，以自动或半自动方式进行焊接。半自动焊接时焊丝靠机械自动送进，电弧的移动由手工完成，目前应用较广。NBC1-300型焊机是一种常用的CO半自动弧焊机，其型号中“N”表示气体保护弧2焊机(明弧焊机)，“B”表示半自动焊机，“C”表示CO气体保护弧焊，“1”为系列品种序2号，“300”表示额定焊接电流为300A。图6-38为CO半自动弧焊机的设备连接图，它主要2由焊接电源、焊枪、送丝机构、供气系统和控制电路等部分组成。图6-38CO半自动弧焊机的设备连接图21-CO2气瓶2-预热器3-高压干燥器4-减压器5-流量计6-低压干燥器7-电磁气阀8-送丝机构9-焊接电源10-焊枪11-焊件CO焊和手工电弧焊、埋弧自动焊相比，其优点是:采用廉价的CO气体保护，成本22低;电流密度大，电弧热量利用率较高，焊后不需要清渣，生产率高;电弧加热集中，焊件受热面积小，焊接变形小，焊缝抗裂性能较好，焊接质量较高;采用明弧焊接，易于控制，操作方便灵活，适宜各种空间位置的焊接，且易于实现自动化和机械化焊接。CO焊的缺点是焊缝表面成形较差，熔滴飞溅较严重；由于CO气体在高温时会分解，22使电弧气氛具有强烈氧化性，导致合金元素氧化烧损，故不能用于焊接有色金属和高合金钢；焊接设备较手工电弧焊机复杂，维修不便。CO焊已广泛用于造船、汽车、农业机械等生产部门，主要用于焊接30mm以下厚度的2碳钢和低合金钢；还适用于耐磨零件的堆焊、铸钢件的补焊等。6.5.3氩弧焊氩弧焊是利用氩气作为保护气体的气体保护焊。按照电极的不同分为熔化极和非熔化极氩弧焊两种。手工钨极氩弧焊是应用最多的氩弧焊方法，采用非熔化的钨-铈合金棒作电极，其焊接过程如图6-39所示。焊接时，在钨极和焊件间产生电弧，焊丝从一侧送入，在电弧热作用下，熔化的焊丝与焊件熔融在一起，形成金属熔池；从喷嘴流出的氩气在电弧与熔池周围形成连续封闭的气流，起保护作用；随着电弧前移，熔池图6-39手工钨极氩弧焊焊接示意图金属冷却凝固形成焊缝。1-喷嘴2-钨极3-熔池4-焊丝5-焊件6-焊缝7-氩气图6-40为NSA-500型钨极氩弧焊机的结构示意图。焊机型号中“N”表示气体保护焊机（明弧焊机），“S”表示手工弧焊机，“A”表示氩气保护弧焊机，“500”表示额定焊接电流为500A。该焊机主要由焊接电源、焊枪、焊接控制系统、供气和供水系统等部分组成。图6-40手工钨极氩弧焊机氩弧焊机具有以下特点:?采用明弧焊接，便于观察，操作灵活，可进行各种空间位置的焊接，易于实现自动控制;?氩弧引燃后，电弧稳定;氩气不与金属发生反应，同时不溶与金属中，能获得高质量的焊缝;?氩气价格较贵，焊接成本高;氩弧焊设备较复杂，维修不便。氩弧焊适宜焊接易氧化的有色金属（如镁、铝、钛及其合金）、高强度合金钢及某些特殊性能钢（如耐热钢、不锈钢）等。6.5.4电阻焊电阻焊是利用电流通过焊件接头的接触面及邻近区域产生的电虚热，将焊件加热到塑性状态或局部熔化状态，再在压力作用下形成牢固接头的一种焊接方法。电阻焊的方法主要有点焊、对焊和缝焊等，如图6-41所示。a）b）c）图6-41电阻焊的基本形式a）点焊b）对焊c）缝焊点焊将焊件装配成搭接接头，并压紧在在两电极间，利用电阻热熔化母材，形成焊点的电阻焊方法称为点焊。点焊焊点强度高、变形小，工件表面光洁，适用于无密封要求的薄板冲压件搭接、、薄板和型钢构件的焊接。对焊对焊可分为闪光对焊和电阻对焊。闪光对焊是将焊件装配成对接接头，先接通电源，使焊件端面逐渐接近达到局部接触，利用电阻热加热接触部位（产生闪光），使焊件端面金属熔化，直至焊件端部在一定深度范围内达到预定温度，然后迅速断电，并施加较大的顶锻力将熔化的金属挤出，从而将焊件连接起来。闪光对焊焊接接头质量较高，应用较广，但金属消耗较多，接头表面较粗糙。电阻对焊是将焊件装配成对接接头，先施加预压力使焊件端面紧密接触，然后通电，利用电阻热将焊件端面加热到高温塑性状态，再施加顶锻力使焊件焊合。电阻对焊操作简单，接头表面光洁，但接头内部残留夹杂，焊接质量不高。对焊广泛用于焊接截面形状简单、直径小于20mm的杆状类零件。缝焊缝焊又称为滚焊，是将焊件装配成对接或搭接接头，并置于两滚轮电极间，滚轮加压焊件并滚动，连续或断续通电，形成一条连续焊缝的电阻焊方法。缝焊适合焊接厚度在3mm以下、要求密封或接头强度较高的薄板搭接件，如管道、自行车钢圈等。6.5.5电渣焊电渣焊是利用电流通过液态熔渣所产生的电阻热进行焊接的方法。电渣焊的焊接过程如图6-42所示。焊接前焊缝处于垂直位置，两焊件接头的距离为25,35mm，利用焊丝和引弧板引弧产生电弧;电弧热将焊剂熔化形成渣池;随着渣池液面升高，电弧被淹没而熄灭，电流通过渣池产生电阻热，将连续送进的焊丝和焊件表面金属熔化形成熔池;渣池由于密度低而上浮，熔池底部的金属逐渐冷却凝固成焊缝。电渣焊适合焊接厚度较大的焊件，且不需要开坡口，生产率高;节省材料，成本低;接头不易产生气孔、夹渣和裂纹等缺陷。但焊缝的热影响区大，易产生过热组织，必须采用正火处理以细化晶粒、改善力学性能。利用电渣图6-42电渣焊的焊接过程焊可实现“以焊代锻”、“以焊代铸”，减轻结a)剖面图b)焊缝装配图构质量，简化工艺流程，广泛应用于造船、电1-焊件2-金属熔池3-渣池4-导电嘴站锅炉、重型机械和石油化工等部门。5-焊丝6-冷却滑块7-引出板8-金属熔滴9-焊缝10-引弧板6.5.6钎焊钎焊是利用熔点比焊件金属低的金属作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于焊件熔点的温度，利用液态钎料润湿焊件，填充接头间隙，并与焊件相互扩散、实现连接的焊接方法。钎焊的过程如图6-43所示。a)b)c)图6-43钎焊过程a)浸润b)铺展c)连接按钎料熔点的温度，可将钎