氣焊氣割火焰及工藝參數(shù)的選擇

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1、第二節(jié)氣焊氣割火焰及工藝參數(shù)的選擇　　一、氣焊氣割火陷　　氣焊的火焰是用來對焊件和填充金屬進行加熱、熔化和焊接的熱源；氣割的火焰是預熱的熱源；火焰的氣流又是熔化金屬的保護介質(zhì)。焊接火焰直接影響到焊接質(zhì)量和焊接生產(chǎn)率，氣焊氣割時要求焊接火焰應有足夠的溫度，體積要小，焰芯要直，熱量要集中；還應要求焊接火焰具有保護性，以防止空氣中的氧、氮對熔化金屬的氧化及污染?！　?一)焊接切割的火焰分類　　氣焊氣割的氣體火焰包括氧—乙炔焰、氫氧焰及液化石油氣體[丙烷(C3H8)含量占50％～80％，此外還有丁烷(C4H10)、丁烯(C4H8)等]燃燒的火焰。乙炔與氧混合燃燒形成的火焰，稱為氧—乙

2、炔焰。氧—乙炔焰具有很高的溫度(約3200℃)，加熱集中，因此，是氣焊氣割中主要采用的火焰。　　氫與氧混合燃燒形成的火焰，稱為氫氧焰。氫氧焰是最早的氣焊利用的氣體火焰，由于其燃燒溫度低(溫度可達2770℃)，且容易發(fā)生爆炸事故，未被廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)，目前主要用于鉛的焊接及水下火焰切割等?！　∫夯蜌馊紵臏囟缺妊酰胰不鹧嬉?丙烷在氧氣中燃燒溫度為2000～2850℃)。液化石油氣體燃燒的火焰主要用于金屬切割，用于氣割時，金屬預熱時間稍長，但可以減少切口邊緣的過燒現(xiàn)象，切割質(zhì)量較好，在切割多層疊板時，切割速度比使用乙炔快20％～30％。液化石油氣體燃燒的火焰除越來越廣泛

3、地應用于鋼材的切割外，還用于焊接有色金屬。國外還有采用乙炔與液化石油氣體混合，作為焊接氣源?！　∫胰?C2H2)在氧氣(O2)中的燃燒過程可以分為兩個階段，首先乙炔在加熱作用下被分解為碳(C)和氫(H2)，接著碳和混合氣中的氧發(fā)生反應生成一氧化碳(CO)，形成第一階段的燃燒；隨后在第二階段的燃燒是依靠空氣中的氧進行的，這時一氧化碳和氫氣分別與氧發(fā)生反應分別生成二氧化碳(CO2)和水(H2O)。上述的反應釋放出熱量，即乙炔在氧氣中燃燒的過程是一個放熱的過程?！　⊙酢胰不鹧娓鶕?jù)氧和乙炔混合比的不同，可分為中性焰、碳化焰和氧化焰三種類型，其構(gòu)造和形狀如圖2—2所示?！　?二)中性

4、焰　　中性焰是氧與乙炔體積的比值(O2／C2H2)為1．1～1．2的混合氣燃燒形成的氣體火焰，中性焰在第一燃燒階段既無過剩的氧又無游離的碳。當氧與丙烷容積的比．值(O2／C3H8)為3．5時，也可得到中性焰。中性焰有三個顯著區(qū)別的區(qū)域，分別為焰芯、內(nèi)焰和外焰，如圖2—2(a)所示。圖2-2氧—乙炔焰的構(gòu)造和形狀1．焰芯2．內(nèi)焰3．外焰　　1．焰芯中性焰的焰芯呈尖錐形，色白而明亮，輪廓清楚。焰芯由氧氣和乙炔組成，焰芯外表分布有一層由乙炔分解所生成的碳素微粒，由于熾熱的碳粒發(fā)出明亮的白光，因而有明亮而清楚的輪廓?！　≡谘嫘緝?nèi)部進行著第一階段的燃燒。焰芯雖然很亮，但溫度較低(800

5、～1200℃)，這是由于乙炔分解而吸收了部分熱量的緣故?！　?．內(nèi)焰內(nèi)焰主要由乙炔的不完全燃燒產(chǎn)物，即來自焰芯的碳和氫氣與氧氣燃燒的生成物一氧化碳和氫氣所組成。內(nèi)焰位于碳素微粒層外面，呈藍白色，有深藍色線條。內(nèi)焰處在焰芯前2～4mm部位，燃燒量激烈，溫度最高，可達3100～3150℃。氣焊時，一般就利用這個溫度區(qū)域進行焊接，因而稱為焊接區(qū)?！　∮捎趦?nèi)焰中的一氧化碳(CO)和氫氣(H2)能起還原作用，所以焊接碳鋼時都在內(nèi)焰進行，將工件的焊接部位放在距焰芯尖端2～4mm處。內(nèi)焰中的氣體中一氧化碳的含量占60％～66％，氫氣的含量占30％～34％，由于對許多金屬的氧化物具有還原作用

6、，所以焊接區(qū)又稱為還原區(qū)。　　3．外焰處在內(nèi)焰的外部，外焰的顏色從里向外由淡紫色變?yōu)槌赛S色。在外焰，來自內(nèi)焰燃燒生成的一氧化碳和氫氣與空氣中的氧充分燃燒，即進行第二階段的燃燒。外焰燃燒的生成物是二氧化碳和水?！　⊥庋鏈囟葹?200～2500℃。由于二氣化碳(CO2)和水(H2O)在高溫時容易分解，所以外焰具有氧化性?！　≈行匝鎽米顝V泛，一般用于焊接碳鋼、紫銅和低合金鋼等?！　≈行匝娴臏囟仁茄刂鹧孑S線而變化的，如圖2—3所示。中性焰溫度最高處在距離焰芯末端2～4mm的內(nèi)焰的范圍內(nèi)，此處溫度可達3150℃，離此處越遠，火焰溫度越低。圖2-3中性焰的溫度分布情況　　此外，火焰在

7、橫斷面上的溫度是不同的，斷面中心溫度最高，越向邊緣，溫度就越低?！　∮捎谥行匝娴难嫘竞屯庋鏈囟容^低，而且內(nèi)焰具有還原性，內(nèi)焰不但溫度最高還可以改善焊縫金屬的性能，所以，采用中性焰焊接切割大多數(shù)的金屬及其合金時，都利用內(nèi)焰。　　(三)碳化焰　　碳化焰是氧與乙炔的體積的比值(O2／C2H2)小于1．1時的混合氣燃燒形成的氣體火焰，因為乙炔有過剩量，所以燃燒不完全。碳化焰中含有游離碳，具有較強的還原作用和一定的滲碳作用。　　碳化焰可分為焰芯、內(nèi)焰和外焰三部分，如圖2—2(b)所示。碳化焰的整個火焰比中性焰長而