浅析气焊的操作工艺（一）

江苏盛行汽车科技发展有限公司 壮 强，戴前玉

课程导入

车身组件多由钢板或型钢构成，常用的焊接方法有二氧化碳保护焊、气焊、手工电弧焊等。焊接具有节省钢材、操作简单、密封性能好等优点。气焊至今已有百余年的历史，最初的气焊是使用氢气和氧气混合的气体，由于其燃烧火焰的温度只能达到2 000 ℃，所以当时的应用存在一定的局限性。到1895年人们发明了电炉制造电石技术，发现乙炔和氧气燃烧火焰的温度可达3 200 ℃，经过不断改进，氧乙炔焊于1903年才用于金属的焊接。本文以气焊为例，细述气焊的相关知识、操作要领和安全操作规程。

学习任务

※了解气焊的基本概念和原理

※熟悉气焊的主要设备

※掌握气焊的基本操作

※熟悉气焊安全操作技术

※了解焊炬作用和分类

※掌握减压阀工作原理和种类

1 气焊的原理

气焊是指利用可燃气体和助燃气体通过焊炬按一定的比例混合，获得所要求的火焰性质的火焰作为热源，将焊件的焊接金属加热到熔化状态形成熔池，不断熔化焊丝并向熔池中填充，被熔化的金属和填充金属冷却后形成焊缝，使其形成牢固的焊接接头。目前应用最普通的是氧乙炔焊和氧气焊。

2 气焊的特点

（1）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。

（2）设备简单，移动方便，操作易掌握，但设备占用生产面积较大。

（3）焊炬尺寸小，使用灵活。由于气焊热源温度较低，加热缓慢，生产效率低，热量分散，热影响区大，焊件有较大的变形，焊接质量不高。

（4）气焊适于各种位置的焊接。一般用于3 mm以下的低碳钢、高碳钢薄板、铸铁焊补及铜、铝等有色金属的焊接。

（5）在船上没有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，并矫直技术材料和净化工件表面等。

（6）由微型氧气瓶和微型熔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、高空作业中应用非常方便。

3 气焊焊接材料

（1）焊丝。在气焊的焊接过程中，正确选择焊丝非常重要，因为焊缝金属的化学成分和质量在很大程度上取决于焊丝的化学成分。一般来说，焊接黑色金属和有色金属所用焊丝的化学成分基本上与被焊金属化学成分相同，有时为了使焊缝有较好的质量，在焊丝中也加入其他元素，一般对气焊丝的要求有：焊丝的化学成分应基本与焊件母材的化学成分相匹配，焊缝有足够的力学性能和其他性能；焊丝的熔点应等于或略低于被焊金属的熔点；焊丝应能保证必要的焊接质量，如不产生气孔、缺陷；焊丝熔化时应平稳，不应有强烈的飞溅或蒸发，焊丝表面应洁净，无油脂、锈蚀和油漆等污物。

常见的焊丝种类有：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。

在对铸铁件进行气焊时，由于铸铁件中含有较多的碳元素和硅元素，这两种元素在焊接过程中易烧损，故在铸铁件的气焊丝内碳元素和硅元素的含量应适当增加。

（2）焊丝熔剂。在气焊过程中，被加热后的熔化金属极易生成氧化物，使焊缝产生气孔、夹渣等缺陷。为了防止金属的氧化并消除已经形成的氧化物，在焊接有色金属、铸铁和不锈钢等材料时，必须采用气焊熔剂。

气焊熔剂在焊接过程中是直接加入到熔池内或抹在焊丝上的，在高温的作用下，气焊熔剂熔化，与熔池内的金属氧化物、非金属夹杂物相互作用形成熔渣，浮在焊接熔池表面，覆盖着熔化的焊缝金属，从而可以防止熔池金属的氧化，并改善焊缝金属的性能。在气焊的焊接过程中，也可以把需要渗入的合金元素粉末混合在焊丝熔剂中加入熔池，达到过渡合金元素的目的。焊丝熔剂按所起的作用不同，可分为化学反应熔剂和物理溶解熔剂两大类，由于不同的金属在焊接时会出现不同性质的氧化物必须选择相应的熔剂。

焊丝熔剂的特点有：具有很强的反应能力，能迅速溶解某些氧化物和某些高熔点的化合物，生成低熔点和易挥发的化合物；熔化后应粘度小，流动性好，形成熔渣的熔点和密度应比母材和焊丝低，熔渣在焊接过程中浮于熔池表面，而不停留在焊缝金属中；熔化的焊丝熔剂在焊接过程中，不应析出有毒气体，不应对焊接接头有腐蚀等副作用。

4 气焊的设备

气焊的设备主要有：氧气瓶、乙炔瓶、液化石油气瓶、减压阀、焊炬及辅助工具等。

（1）氧气瓶。氧气瓶是储存和运输高压氧气的容器。瓶体漆成天蓝色，并印有“氧气”黑色字样。氧气瓶容量一般为40 L，额定工作压力为15 mPa。必须正确地保管和使用氧气瓶，禁止将氧气瓶、乙炔瓶及其他可燃气瓶与易燃易爆物品放在一起，否则会有爆炸的危险。在焊接的操作中氧气瓶距离乙炔发生器、明火或热源的距离应大于5 mm。

（2）氧气瓶阀。使用氧气时，将手轮逆时针方向旋转，是开启氧气阀门。旋转手轮时，阀杆也随之转动，再通过开关使活门一起转动，造成活门向上或向下移动。活门向上移动，气门开启，瓶内的氧气从出气口喷出。活门向下压紧时，由于活门内嵌有用尼龙材料制成的气门垫，因此可以使活门密闭。

（2）乙炔瓶。乙炔气瓶是储存和运输乙炔气的压力容器，其外形与氧气瓶相似，但比氧气瓶略短，瓶体是采用优质碳素钢或低合金钢轧制而成的圆柱形无缝瓶体，瓶体表面涂白漆，并印有“乙炔气瓶”“不可近火”等红色字样。

因乙炔不能用高压压入瓶内贮存，所以乙炔瓶的内部构造较氧气瓶要复杂得多。乙炔瓶内装有浸满着丙酮的多孔性填料，能使乙炔稳定而安全的储存在瓶内。在使用乙炔的过程中，溶解在丙酮内的乙炔分解出来，通过乙炔瓶瓶阀流出，而丙酮仍留在瓶内。乙炔瓶阀下面的填料中心部分的长孔内放置了石棉，其作用是帮助乙炔从多孔填料中分解出来。乙炔瓶的容量一般为40 L，能溶解6 kg～7 kg乙炔。使用乙炔时应控制排放量，否则乙炔会连同丙酮一起喷出，造成危险。

（3）液化石油气瓶。液化石油气瓶是用来储存液化石油气的专用容器，其壳体采用气瓶专用焊接钢焊接而成。液化石油气瓶的质量一般有：15 kg、20 kg、30 kg和50 kg，工业上一般采用30 kg的液化石油气瓶。液化石油气瓶的最大工作压力为1.6 mPa。该种气瓶气瓶外表涂银灰色，并标有“液化石油气”红色字样。

（收稿日期：2019-07-08）