焊工课件一气焊与气割.docx

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焊工课件一气焊与气割

焊工课件

雷达修理所

概　　述

▪利用热能或压力，或者两者同时并用，然后填加或不填加填充材料，将两块分离的工件进行连接，获得永久性接头的过程称为焊接。

▪焊接的方法有很多种。

按照加热程度和工艺特点不同，可以分为：

熔焊、压焊和钎焊三大类。

⏹熔焊是在焊接过程中，将工件加热至熔化状态，不另外加压力而完成的焊接方法。

如：

气焊、电弧焊（埋弧焊、手工电弧焊、气体保护焊）、电渣焊、等离子电弧焊、电子束焊等。

⏹压焊是在焊接时，不论工件加热或不加热，均需外加机械压力而完成的各种焊接方法。

如：

气压焊、冷压焊、接触焊（点焊、滚焊、对焊）、摩擦焊、真空扩散焊等。

⏹钎焊是一种将工件加热，但不熔化，而用熔点较低的钎料作填料，借助钎料与工件金属之间的扩散作用，使工件连接起来的焊接方法。

常用的钎焊方法有：

火焰钎焊、炉钎焊、高频钎焊、盐浴钎焊、真空钎焊等。

第一章　气焊与气割

　　　气焊是利用氧气与可燃性气体（最常用的是乙炔气）混合燃烧产生的高温火焰，熔化金属，进行焊接的一种加工方法。

主要用于熔焊或钎焊小件、薄板、铸铁及有色金属。

还可用气焊火焰进行喷涂、渗碳和热处理的加热，并能切割钢件。

第一节　氧气、氧气瓶和减压器

一、氧气

（一）氧气的用途

　　　乙炔在空气中燃烧，火焰温度仅有2350oC，用于焊接是很不够的。

如果乙炔与工业用纯氧混合燃烧，则火焰温度可达3200oC，能满足气焊时熔化金属时的要求。

因此，氧气是气焊不可缺少的一种助燃气体。

　　　在气割时，被切割金属不但要用氧－乙炔焰加热，而且还要用高压氧气吹除熔渣（金属氧化物），因此氧气更是气割不可缺少的气体。

（二）氧气的性质

　　　氧（O2）是一种无色、无味、无毒的气体，比空气稍重。

在标准状态下，1立方分米氧气重1.43克（1立方分米空气重1.29克）。

常温时，氧以游离状态大量存在于空气中。

空气主要是氧和氮的混合物（氮占78%，氧占21%）。

自然界中氧以三种状态存在。

除气态外，在标准大气压下，当温度为－183oC时，氧就变成浅蓝色而透明的液体；当温度在－218oC时，则会凝结成雪粒状固体。

　　　氧气不能自燃，但能助燃，其化学性质极为活泼，几乎能与自然界一切元素化合。

例如氧能和铁化合成氧化铁。

氧在高压状况下，如果与矿物油及其他易燃物质接触，就可能发生剧烈的氧化而燃烧，在密封容器内甚至可能产生爆炸。

（三）氧气的制取方法

　　　制取氧气的方法很多，如化学法、电解水法及液化空气法等。

在工业上大量制取氧气时，都采用液化空气法。

其原理是利用不同气体具有不同的蒸发温度，把氧和氮等分离开来。

办法是先将空气压缩，并冷却至－196oC以下，使空气变成液体。

然后再升高温度，当液体空气的温度上升到－196oC时，氮先蒸发，变成气体，剩下的即为液态氧。

当温度升高到－183oC，氧才开始气化。

再用压缩机将气体氧压缩到12～15兆帕，装入氧气瓶中，以便储存和使用。

（四）氧气的纯度

　　　工业用的氧气常含有氮。

氮的存在会使火焰温度下降，焊接效率降低，同时氮气还会与熔化的铁水化合，生成氮化铁，降低焊缝的强度。

因此，用于气焊和气割的氧气，其纯度愈高愈好，一般不应低于98.5%。

二、氧气瓶

　　　氧气瓶是储存和运输氧气的专用钢瓶。

（一）氧气瓶的组成

1、瓶体

　　　氧气瓶瓶体是用优质合金制成的无缝圆柱形容器。

上端有瓶口，旋接气瓶阀门。

瓶口外套有一钢环，钢环上可装保护罩，气瓶不用时，则装上保护罩，以防灰尘侵入或损坏瓶阀。

瓶体上部的球面上有履历牌。

瓶体底部向内凹，使瓶体立放时稳固。

常用于焊接的氧气瓶，容积为40立方分米，由于瓶内氧气以高压状态储存，满瓶时贮气量可达6立方米。

2、氧气瓶瓶阀

　　　氧气瓶瓶阀是充氧和放氧的活门装置。

用黄铜或青铜制成，瓶阀分活瓣式和隔膜式。

常用的为活瓣式，隔膜式的也很少使用。

活瓣式瓶阀由转轮、传动轴、连接片、封垫、压紧螺帽、气门、气门垫、安全膜装置等组成。

在瓶阀主体的下端带有锥形螺纹，可与氧气瓶瓶口连接。

在瓶阀主体的旁侧有出气口接头，用来连接减压器。

　　　封垫是起密封作用。

安全膜是用锡铅合金制成。

由于各种原因造成气瓶压力过大时，安全膜即行爆破，氧气便从此排出，防止气瓶发生爆炸。

　　　使用时按反时针方向旋转转轮，传动轴通过连接片将气门打开；反之，则气门关闭。

气门关闭后，如仍有气体从接头处漏出，则表示气门封垫密封不严，应待氧气用完后再进行修理。

（二）气瓶上的标志

　　　气瓶外部涂有不同颜色的防锈漆，以代表瓶内储存气体的种类。

例如：

白色为乙炔；深绿色为氢气；灰色为氩气；黑色为氮气。

氧气瓶外部涂上天蓝色油漆。

　　　氧气瓶上部球面的履历牌中，一般用钢印注明　制造厂、产品序号、容积、重量、工作气压、试验气压、试验日期及再次试验日期等内容。

　　　气瓶每隔二个应在充气工厂进行校验，检查气瓶的容积、重量，以及腐蚀、损坏程度。

检查合格后应在气瓶履历牌上打上新的标记。

（三）氧气瓶的使用方法

　　　氧气性质极为活泼，当气瓶充满时，瓶内压力又很高。

在使用中，如违犯操作规程就有发生爆炸的危险。

因此在使用氧气瓶时，应注意不能使油类物质与氧气瓶接触。

夏天不能在阳光下曝晒；冬天瓶阀冻结时，只能用热水浇淋解冻，严禁用明火烘烤。

开启氧气瓶瓶阀前，应检查压紧螺帽是否拧紧；旋转转轮时，必须平稳，不能用力过猛，出气口不得对着人身。

使用氧气时，不能把瓶内的氧气全部用完，至少应剩0.3兆帕压力的氧气。

氧气瓶不用时，必须将保护罩罩在瓶阀上，以防损坏瓶阀。

三、减压器

　　　减压器又称氧气压力调节器。

它的作用是把瓶内输出的高压气体调节成工作需要的低压气体，并保持输出气体的压力和流量稳定不变。

（一）构造与工作原理

　　　部队常用的为QD－1型和QD－2A型单级式减压器。

单级式减压器构造如图：

（二）使用方法

⏹1、安装减压器前，应先检查与氧气瓶上的连接螺纹规格是否相符，螺纹有否损坏，然后轻开瓶阀，吹净气口灰尘。

⏹2、检查各接头是否拧紧，有无滑丝现象，调节螺杆应处于松开位置，然后将减压器和氧气瓶连接。

⏹3、打开瓶阀，看高压表所示瓶内气压数值，检查各部分有无漏气现象。

⏹4、慢慢匀速旋进调节螺杆一，使低压表达到所需工作气压。

⏹5、停止工作时，先关瓶阀，从焊炬中放出剩余氧气，待气压表指针归零后，将调节螺杆旋松。

若停止工作时间不长，也可以只旋松调节螺杆。

第二节　乙炔、乙炔发生器和乙炔块

一、乙炔

（一）乙炔的性质

　　　乙炔是一种碳氢化合物，化学分子式为C2H2。

气焊用乙炔是由电石与水作用获得的，其反应式如下：

　CaC2+2H2O=Ca（OH）2+C2H2↑+Q

　电石　　水　熟石灰　　乙炔　热量

（二）乙炔的纯度

⏹1、硫化氢和磷化氢，对焊炬有腐蚀作用，并且能使焊缝脆弱。

⏹2、磷化氢是有害的杂质，侵入焊缝内能使金属变脆，产生砂眼，减低金属的抗腐蚀能力。

⏹3、水蒸气、氮气、沼气和氢的化合物都会使火焰的温度降低，如乙炔中含氮量为50%或含水蒸气为5%时，火焰温度降低33%。

⏹乙炔中的杂质，除了磷化氢外，大部分能溶解于水。

所以乙炔发生器所产生的乙炔，必须经过水过滤其中的杂质，同时使乙炔得到冷却。

（三）电石的制造与储存

⏹电石是一种化工产品，它的化学名称是碳化钙，分子式CaC2。

⏹电石是坚硬的块状物体，断面呈紫褐色或深灰色，电石的密度在2.2～2.8克每立方厘米之间，纯度越高，比重越小。

⏹通常电石呈灰白色，是由于电石与空气中的水气作用，在其表面产生熟石灰的缘故。

⏹工业上制造电石的方法，是把生石灰（占56%）与焦碳或无烟煤（占34%）按比例混合起来，然后置于1900～2300oC的电弧炉中熔炼而成，其反应式为：

　　　　　CaO　+　3C→CaC2　+　CO↑

　　　　　生石灰　　碳　电石　一氧化碳

⏹熔炼出来的电石，冷凝后，辗成50～80毫米的电石块，过筛后封存于桶内。

小颗粒的电石不能使用，并且要求电石桶内小颗粒的电石不超过3%。

⏹储存电石的桶必须密封，防止受潮，桶底应垫20毫米以上的枕木。

存放地点要干燥，不应有水管和暖气装置。

开启桶盖，严禁用铁器敲击，应用黄铜工具。

电石桶起火时，应用沙扑灭，严禁用水灭火。

⏹电石质量的好坏，不能全凭断面的光泽颜色来断定。

将电石放在水里，放出乙炔后，所剩残渣（熟石灰）若呈乳白色状，则表明电石是好的。

⏹通常每千克电石可以发生250～300立方分米乙炔。

如1千克电石只能发生250立方分米以下的乙炔，就不能算是好电石。

此外，电石产生乙炔数量的多少与电石颗粒大小也有很大关系，如表所示：

二、乙炔发生器

　　　乙炔发生器是使电石与水作用而获得乙炔的装置。

目前工业上已广泛使用乙炔瓶。

但在部队修理条件下，乙炔发生器仍是气焊必不可少的主要设备。

（一）乙炔发生器的分类方法

⏹1、按装置的大小分类

　可分为移动式和固定式两种。

⏹2、按所产生乙炔压力的高低分类

　可分为低压式乙炔发生器，中压式乙炔发生器。

⏹除上述分类方法，还有按电石与水接触方式分类。

（二）Q3－1乙炔发生器

　　　Q3－1型乙炔发生器属中压浸离与排水混合式发生，其构造如左图。

主要由外壳、盖、储气桶、回烧防止器、压力表等组成。

（三）回烧防止器

　　　在气焊和气割过程中，由于某种原因导致焊接火焰在乙炔管内逆燃。

若逆燃火焰进入乙炔发生器，则会引起乙炔燃烧和爆炸，为了防止发生这种严重事故，在导管与发生器之间必须装有专用回烧防止器。

严禁使用没有回烧防止器的乙炔发生器。

1、分类

⏹根据回烧防止器的作用原理可分为两类。

⏹水封式回烧防止器，筒内盛装净水，利用水把回烧火焰与乙炔发生器隔开。

水封式安全可靠，故多数发生器配置此类回烧防止器。

⏹干式回烧防止器，筒内不盛水，仅使用特殊单向活门和多孔物质（如陶瓷或玻璃纤维等）将回烧火焰与乙炔发生器隔开。

此类回烧防止器体积小、重量轻，使用与维护方便，但不如水封式安全可靠。

2、工作原理

（1）中压水封式回烧防止器，如右图为配备在Q3－1型乙炔发生器上的中压水封式回烧防止器。

主要由本体、水位阀、止回阀、泄气装置等部分组成。

中压式水封式回烧防止器工作原理示意图：

　　　在正常工作时，乙炔从进气管输入，顶起止回阀，穿过水面，经皮管流入焊炬使用。

当发生回烧时，火焰沿乙炔管进入回烧防止器中，使回烧防止器内压力迅速升高。

压力通过水的传递作用，将止回阀关闭，乙炔不再流出；同时，也冲开回烧防止器顶部的橡皮膜，使气体和燃烧火焰从漏气孔逸入外界，从而防止火焰进入乙炔发生器产生爆炸的危险。

（2）干式乙炔回烧防止器。

右图为干式乙炔回烧防止器的构造图。

这种回烧防止器在0.15兆帕气压下，可通过2立方米每小时乙炔，其阻力约为0.007兆帕。

（四）乙炔发生器的使用及维护

⏹1、乙炔发生器应安置在通风良好的房内，也可以安置在室外，但必须远离火源。

严禁在乙炔发生器旁引燃火焰或抽烟。

晚间装电石，不得用明火照明。

⏹2、加入乙炔发生器的水，必须清洁，无油脂和杂质。

⏹3、工作中经常检查接头处的密封性并注意回烧防止器的水位是否正常。

⏹4、装入的电石，一般不超过电石篮容积的一半，装入电石的颗粒必须符合乙炔发生器说明书上规定。

⏹5、在开始工作时，首先将发生中的空气排出，然后才能向焊炬输送。

如乙炔发生器同时向两把以上的焊炬供应，则每把焊炬必须设有单独的加烧防止器。

⏹6、正常工作时，发生器内的水温不得超过60oC，冬天发生水冻结时，则应用热水或蒸气解冻，严禁用火烤或铁锤敲打。

⏹7、发生器不得任意分解，并按规定使用金属爆破薄膜片；如需用焊接方法修补发生器及其附属设备时，必须进行多次清洗，确实无乙炔和电石渣后，方能进行补焊。

三、乙炔瓶

　　　随着焊接技术的发