子任务二　薄板气焊

目标要求

1.熟悉气焊设备、辅助工具及其使用方法。

2.熟知焊炬和焊嘴号码的选择方法。

3.学会调整合适的气焊参数。

4.掌握薄板气焊的操作技能。

一、任务

任务单如图2.11所示。

图2.11

注：焊缝符号表示不开坡口对接，间隙为1mm，焊脚为2mm的角焊缝，安装时焊接；环绕施焊。

二、任务准备

(1)设备和工具：乙炔气瓶、氧气瓶、乙炔及氧气减压器、射吸式焊炬及气焊用胶管。

(2)辅助器具：气焊眼镜、通针、火柴或打火枪，工作服、手套、胶鞋，小锤、钢丝钳等。

(3)实习焊件：Q235钢板，规格为148mm×60mm×2mm(2块)、146mm×60mm×2mm(1块)、75mm×60mm×2mm(2块)、62mm×40mm×2mm(4块)、148mm×40mm×2mm(4块)。

(4)焊丝牌号：H08A，直径1.6～2mm。

三、任务相关知识

1.焊炬

焊炬是使可燃气体和氧气按一定比例混合，并喷出燃烧而形成稳定火焰的工具。焊接质量的好坏，在很大程度上取决于焊炬的性能及其质量。常用的焊炬为射吸式构造，射吸式焊炬有H01—2、H01—6、H01—12、H01—20等型号。H表示焊炬，01表示射吸式，2、6、12、20表示可焊接的最大厚度(mm)。射吸式焊炬由乙炔接头、氧气接头、手柄、乙炔阀门、氧气阀门、射吸管、混合管、焊嘴等组成，其构造见图2.12。

图2.12

1—乙炔接头；2—氧气接头；3—手柄；4—乙炔阀门； 5—氧气阀门；6—射吸管；7—混合管；8—焊嘴

每把焊炬配有5个不同规格的焊嘴，每个焊嘴的表面都刻有1、2、3、4、5等不同数字。数字小的焊嘴孔径小，数字大的焊嘴孔径大，焊接时，可根据不同材料、材料厚度和焊缝接头形式选用所需要的焊嘴。

2.焊炬的使用

焊炬的使用有以下要求。

(1)根据焊件的厚度选用合适的焊炬及焊嘴，并将其组装好。焊炬的氧气管接头必须与氧气胶管接牢，乙炔管接头与乙炔胶管应避免连接太紧，以不漏气并容易插上、拔下为宜。

(2)射吸式焊炬使用前必须检查其射吸情况。检查时，先接上氧气胶管，但不接乙炔胶管，打开氧气和乙炔阀门，用手指按在乙炔进气管接头上，如手指上感到有吸力，说明射吸能力正常，如果没有吸力，说明射吸能力不正常，此时不能使用。

(3)检查焊炬射吸能力后，应把乙炔进气管接头与乙炔胶管接好，同时检查焊炬其他各气体通路及焊嘴处有无漏气现象。

(4)检查合格后才能点火，点火后应随即调整火焰的大小和形状。如果火焰不正常或有灭火现象，则应检查是否漏气或管路是否堵塞。在大多数情况下，灭火现象的产生是由于乙炔气的压力过小。

(5)严禁将焊炬与油脂接触，为防止烧伤，不能戴有油的手套点火。

(6)焊嘴被飞溅物堵塞时，应将焊嘴卸下，用通针将焊嘴加以疏通。

(7)当发生回火时，应迅速关闭氧气和乙炔阀门。

(8)焊炬不得受压或随处乱放，使用完毕或暂停使用时，要放到合适的地方或悬挂起来。

3.氧乙炔焰

氧乙炔焰为乙炔与氧混合燃烧所形成的火焰，根据混合气中氧和乙炔的不同比例，氧乙炔火焰可分为中性焰、碳化焰和氧化焰三种，其形状见图2.13。

图2.13

(a)中性焰；(b)碳化焰；(c)氧化焰

(1)中性焰：氧与乙炔的混合比为1.1～1.2，适用于焊接一般碳钢和有色金属。

(2)碳化焰：氧与乙炔的混合比小于1.1，适用于焊接高碳钢、铸铁及硬质合金等。

(3)氧化焰：氧与乙炔的混合比大于1.2，适用于焊接黄铜、锰钢等。

4.气焊工艺参数

气焊的焊接工艺参数包括以下内容。

(1)火焰性质。气体火焰的性质，对焊接质量有很大的影响。当混合气体内乙炔量过多时，会引起焊缝金属渗碳，使焊缝的硬度和脆性增加，同时还会产生气孔等缺陷；相反，混合气体内氧气量过多时会引起焊缝金属的氧化而出现脆性，使焊缝金属的强度和塑性降低。可参照表2.2选择合适的火焰性质。

表2.2　不同焊件金属对应的火焰性质

(2)火焰能率。火焰能率是以每小时可燃气体的消耗量(L/h)来表示的。火焰能率应根据焊件厚度、熔点与导热性来选择，焊件金属的厚度越大，焊接时选择的火焰能率就应越大。火焰能率的大小取决于焊嘴的大小，焊嘴号越大，火焰能率也就越大。通常为了提高生产率，在保证质量的前提下，尽量选用较大的焊嘴，这样也便于在焊接过程中随时调节火焰能率。

(3)焊嘴倾斜角。焊嘴倾斜角是指焊嘴与焊件间的夹角，其大小取决于焊件的厚度和材料的熔点及导热性。焊件越厚，导热性越强、熔点越高，焊炬的倾斜角应越大，以使火焰的热量集中；相反，应采用较小的倾斜角度。焊接碳素钢时，焊嘴的倾斜角度与焊件厚度的关系见图2.14。

图2.14

在焊接过程中焊嘴倾斜角是不断变化的，开始时，焊件是冷态，为了使焊件充分受热尽快形成熔池，焊嘴倾斜角要大些，有时可达80°～90°；熔池形成后，要迅速改变为正常倾角，进行正常焊接；当焊缝收尾时，因为焊件接头附近的温度已经很高，为了不致使焊缝收尾处过热，焊嘴倾斜角要逐渐减小。

(4)焊接速度。焊接速度是指单位时间内完成的焊道长度。焊接速度直接影响生产率和产品质量，应根据不同产品选择正确的焊接速度。焊接速度太快，则焊件熔化情况不好；焊接速度太慢，则焊件受热过大，也会降低焊接质量。在保证质量的前提下，应尽力提高焊接速度，以提高生产效率。

5.气焊时焊炬握法及火焰的点燃、调节和熄灭

(1)焊炬的握法。右手持焊炬，将拇指位于乙炔开关处，食指位于氧气开关处，以便于随时调节气体流量，用其他三指握住焊炬柄。

(2)火焰的点燃。先逆时针方向旋转乙炔开关放出乙炔，再逆时针打开氧气开关，然后将焊嘴靠近火源点火。开始练习时，可能出现连续的“放炮”声，原因是乙炔不纯。放出不纯的乙炔后重新点火，有时会出现不易点燃的现象，大部分原因是氧气量过大。这时，应重新微关氧气开关。点火时，拿火源的手不要正对焊嘴，见图2.15，也不要将焊嘴指向他人，以防烧伤。开始点燃的火焰多为碳化焰，如要调成中性焰，应逐渐增加氧气的供给量，直至火焰的内焰与外焰没有明显的界限时为止。如果再继续增加氧气或减少乙炔，就得到氧化焰，反之增加乙炔或减少氧气，可得到碳化焰。

图2.15

(3)火焰的调节。通过调节氧气和乙炔流量的大小，可得到不同的火焰能率。调整的方法是：减小火焰能率时，先减少氧气，后减少乙炔；增大火焰能率时，先增加乙炔，后增加氧气。由于乙炔瓶供给的乙炔量经常增减，引起火焰性质的不稳定，所以中性焰经常自动地变为氧化焰或碳化焰。中性焰变为碳化焰比较容易发现，但变为氧化焰往往不易被察觉，所以要随时注意观察火焰性质的变化，并及时调节。

(4)火焰的熄灭。焊接工作结束或中途停止时，必须熄灭火焰。正确的熄火方法是：先顺时针方向旋转乙炔阀门，直至关闭乙炔，再顺时针方向旋转氧气阀门关闭氧气。这样可以避免出现黑烟。此外，关闭阀门以不漏气即可，不要关得太紧，以防止阀门磨损过快，减小焊炬的使用寿命。

6.气焊的操作要点

(1)焊道起头。使用中性焰，采取左向焊法，即将焊炬由右向左移动，使火焰指向待焊部分，填充焊丝的端头，位于火焰的前下方，距火焰1～3mm，见图2.16。焊道起头时，由于刚开始加热，焊件温度低，焊炬倾斜角应大些，这样有利于对焊件进行预热，同时在起焊处应使火焰往复移动，保证焊接处加热均匀。在熔池未形成前，要密切观察熔池的形成，并将焊丝端部置于火焰中进行预热，待焊件由红色熔化成白亮而清晰的熔池，便可熔化焊丝，将焊丝熔滴滴入熔池，而后立即将焊丝抬起，火焰向前移动，形成新的熔池。

图2.16

(2)焊炬和焊丝的运动。为了获得优质而美观的焊缝和控制熔池的热量，焊炬和焊丝应作出均匀协调的摆动，既能使焊缝边缘良好熔透，并控制液体金属的流动，使焊缝成形良好，同时又不至于使焊缝产生过热现象。焊炬和焊丝的运动包括三个动作：沿焊件接缝的纵向移动，以便不间断地熔化焊件和焊丝，形成焊缝；焊炬沿焊缝做横向摆动，充分地加热焊件，并借混合气体的冲击力，把液体金属搅拌均匀，使熔渣浮起，得到致密性好的焊缝；焊丝在垂直焊缝的方向送进并作上下移动，以调节熔池热量和焊丝的填充量。要根据焊件材料的性质、焊缝位置，接头形式及板厚等情况选择焊炬和焊丝在操作时的摆动方法和幅度。焊炬与焊丝的摆动方法见图2.17。

图2.17

(a)焊薄件；(b)焊较厚件；(c)焊厚件

(3)焊道接头。在焊接过程中，当中途停顿后继续施焊时，应用火焰把原熔池重新加热熔化形成新的熔池后再加焊丝，重新开始焊接，每次续焊应与前焊道重叠5～10mm，重叠焊道要少加或不加焊丝，才能保证焊缝高度合适及圆滑过渡。

(4)焊道的收尾。当焊到焊件的终点时，由于端部散热条件差，应减少焊炬与焊件的夹角，同时要增加焊接速度和多加一些焊丝，以防止熔池扩大，形成烧穿。收尾时为了不使空气中的氧气和氮气侵入熔池，可用温度较低的外焰保护熔池，直至终点熔池被填满，火焰才可缓慢离开熔池。在焊接过程中，焊嘴倾斜角是不断变化的：在预热阶段，为了较快地加热焊件迅速形成熔池，采用焊炬倾斜角为50°～70°；在正常焊接阶段，采用焊炬倾斜角通常为30°～50°；在结尾阶段，采用焊炬倾斜角约20°～30°，焊嘴倾斜角的变化见图2.18。

图2.18

(a)焊前预热；(b)焊接过程中；(c)结尾时

7.定位焊的要求

定位焊的作用是装配和固定焊件接头的位置，定位焊缝的长度和间距视焊件的厚度和焊缝长度而定。焊件较薄时，定位焊可由焊件中间开始向两头进行，见图2.19(a)，定位焊缝长度约为5～7mm，间隔50mm～100mm；焊件较厚时，定位焊可由两头开始向中间进行，定位焊缝的长度为20～30mm，间隔200～300mm，见图2.19(b)。

图2.19

(a)薄焊件的定位焊；(b)厚焊件的定位焊

定位焊点要保证熔透，以避免正式焊缝出现高低不平、宽窄不一和熔合不良等缺陷。定位焊缝横截面形状的要求见图2.20。

图2.20

(a)不好；(b)好

定位焊后，为了防止角变形，并使焊缝背面均匀焊透，可采用焊件预先反变形，即将焊件沿接缝向下折成160°左右，然后将焊件矫平。

四、任务实施

(1)定位焊将焊件分两步(平面板和四周围板)进行焊接。首先将平面板水平放置在平台上，逐块连接起来，为了使背面焊透，留约0.5mm间隙进行定位焊；平面板定位之后，再将四周围板与平面板装配在一起。

(2)焊接采用左焊法时，焊接速度要随焊件熔化情况而变化。要采用中性焰，并对准接缝的中心线，使焊缝两边缘熔合均匀，背面焊透均匀。焊丝位于焰心前下方2～4mm处，若焊丝在熔池边缘上被粘住，不要用力拔焊丝，可用火焰加热焊丝与焊件接触处，焊丝即可自然脱离。在焊接过程中，焊炬和焊丝要作上下往复相对运动，其目的是调节熔池温度，使得金属熔化良好，并控制液体金属的流动，使焊缝成形美观。在焊件间隙大或焊件薄的情况下，应将火焰的焰心指在焊丝上，使焊丝阻挡部分热量，防止接头处熔化过快。

(3)焊接结束时将焊炬火焰缓慢提起，使焊缝熔池逐渐减小。为了防止收尾时产生气孔、裂纹和熔池没填满产生凹坑等缺陷，可在收尾时多加一点焊丝。整个焊接过程中，应使熔池的形状和大小保持一致，常见的几种熔池形状见图2.21。

图2.21

五、任务分配

任务分配：

焊件：Q235钢板，规格为148mm×60mm×2mm(2块)、146mm×60mm×2mm(1块)、75mm×60mm×2mm(2块)、62mm×40mm×2mm(4块)、148 mm×40mm×2mm(4块)。按图2.11要求练习。

焊丝牌号：H08A，直径1.6～2mm。

单件工时：12min。

六、任务检测与评价

七、任务总结(任务质量分析)

(1)在焊接过程中，如果发现熔池不清晰、有气泡，火花飞溅熔池沸腾现象(火焰性质变化所致)，应及时将火焰调节为中性焰，然后进行焊接。如发现熔池金属被吹出或火焰发出呼呼响声(气体流量过大)，应立即降低火焰能率。如发现焊缝过高，与基体金属熔合不圆滑(火焰能率低)，应加大火焰能率，减慢焊接速度。

(2)焊接过程中，应始终保持熔池大小一致，才能焊出均匀的焊缝，通过改变焊炬角度、高度和焊接速度来调节、控制熔池大小；如发现熔池过小，焊丝不能与焊件熔合，仅敷在焊件表面，表明热量不足，应加大焊炬倾角，减慢焊接速度；如发现熔池过大，且没有流动金属时，表明焊件被烧穿，应迅速提起火焰或加快焊接速度，减小焊炬倾角，并多加焊丝。

(3)焊炬和焊丝的移动要配合好。焊道的宽度、高度和直线度必须均匀整齐，表面的波纹要规则整齐，没有焊瘤、凹坑、气孔等缺陷。

八、复习思考题

(1)气焊火焰有哪几种，各适合于焊接哪些材料?

(2)怎样检查射吸式焊炬的射吸情况?

(3)怎样调节火焰能率的大小?

(4)焊道起头和收尾时，焊嘴倾斜角如何变化，为什么要有这些变化?

(5)焊炬和焊丝在焊接过程中，为什么要进行摆动?选择摆动的方法和幅度的依据是什么?