氣焊焊接工藝參數(shù)選擇
氣焊焊接工藝參數(shù)（即焊接規(guī)范）包括焊接接頭的坡口形式、焊絲的牌號(hào)和直徑、熔劑、火焰種類(lèi)、火焰能率、焊炬型號(hào)和焊嘴的號(hào)數(shù)、焊嘴傾角和焊接速度等。
1. 焊接接頭的種類(lèi)和坡口形式
常用的氣焊焊接接頭有卷邊接頭、對(duì)接接頭、搭接接頭、角接接頭及T形接頭。一般氣焊時(shí)接頭的類(lèi)型主要是對(duì)接接頭。
氣焊0.5~1mm的薄鋼板時(shí)，宜采用卷邊接頭及角接接頭；當(dāng)板厚小于或等于3mm時(shí)，可采用不開(kāi)坡口的對(duì)接接頭；當(dāng)板厚小于或等于4mm時(shí)，可采用搭接接頭或T形接頭，但由于這種接頭在焊后會(huì)使焊件產(chǎn)生較大的變形，所以很少采用氣焊，通常都選用焊條電弧焊或氣體保護(hù)焊的方法焊接；當(dāng)板厚大于5mm時(shí)，只有在萬(wàn)不得已的情況下才采用氣焊，一般情況下應(yīng)采用焊條電弧焊或其他焊接方法。鋼板氣焊時(shí)接頭的坡口形式與尺寸見(jiàn)表2-1。
表2-1 氣焊接頭的坡口形式和尺寸
2. 焊絲直徑
焊絲直徑是根據(jù)焊件的厚度、坡口形式、焊縫位置、火焰能率等因素確定的。在火焰能率一定，即焊絲熔化速度確定的情況下，如果焊絲過(guò)粗，則熔化焊絲所需的加熱時(shí)間增加，同時(shí)增大了對(duì)焊件的加熱范圍，使工件焊接熱影響區(qū)增大，容易產(chǎn)生過(guò)熱，降低接頭質(zhì)量；如果焊絲過(guò)細(xì)，則焊接時(shí)往往在焊件尚未熔化時(shí)焊絲已經(jīng)熔化下滴，這樣容易造成熔合不良和焊波高低不平、焊縫寬窄不一等缺陷。
焊絲直徑常根據(jù)焊件厚度初步選擇，試焊后再調(diào)整確定。在多層焊時(shí)，第一、二層應(yīng)選用較細(xì)的焊絲，以后各層可采用較粗的焊絲。一般平焊應(yīng)比其他焊接位置選用粗一號(hào)的焊絲，右焊法比左焊法選用的焊絲要適當(dāng)粗一些。不同焊件厚度所采用的焊絲直徑見(jiàn)表2-2。
表2-2 焊絲直徑與焊件厚度的關(guān)系
3. 火焰種類(lèi)
通常在氣焊時(shí)，對(duì)需要盡量減少元素?zé)龘p的材料，應(yīng)選用中性焰；對(duì)允許和需要增碳劑還原氣氛的材料，應(yīng)選用碳化焰；對(duì)母材含有低熔點(diǎn)、易蒸發(fā)元素的材料（如Sn、Zn等），應(yīng)選用氧化焰，這樣可以生成覆蓋在熔池表面的氧化物薄膜，阻止低熔點(diǎn)元素蒸發(fā)。總之，火焰種類(lèi)的選擇應(yīng)依據(jù)焊接材料的種類(lèi)和性能，具體見(jiàn)表2-3。
表2-3 各種金屬材料氣焊火焰的選擇
續(xù)表
特別要注意的是，氣焊焊接質(zhì)量和焊縫金屬的強(qiáng)度與火焰種類(lèi)有很大關(guān)系，在整個(gè)焊接過(guò)程中應(yīng)不斷調(diào)節(jié)火焰成分，保持火焰性質(zhì)，從而獲得良好質(zhì)量的焊接接頭。
4. 火焰能率
火焰能率是指單位時(shí)間內(nèi)可燃?xì)怏w（乙炔）的消耗量，單位為L(zhǎng)/h，表示單位時(shí)間內(nèi)可燃?xì)怏w所提供的能量。
火焰能率的大小是由焊炬型號(hào)和焊嘴號(hào)數(shù)大小來(lái)確定的。焊嘴號(hào)數(shù)越大，火焰能率越大，所以火焰能率的選擇實(shí)際就是確定焊炬的型號(hào)和焊嘴的號(hào)數(shù)大小。火焰能率的大小取決于氧、乙炔混合氣體中氧氣、乙炔的壓力和流量，流量的粗調(diào)通過(guò)更換焊炬型號(hào)和焊嘴號(hào)數(shù)實(shí)現(xiàn)，流量的細(xì)調(diào)通過(guò)調(diào)節(jié)焊炬上的氧氣調(diào)節(jié)閥和乙炔調(diào)節(jié)閥來(lái)實(shí)現(xiàn)。
火焰能率應(yīng)根據(jù)焊件的厚度、母材的熔點(diǎn)和導(dǎo)熱性及焊縫的空間位置來(lái)選擇。如焊接較厚的焊件、熔點(diǎn)較高的金屬、導(dǎo)電性較好的銅、鋁及其合金時(shí)，就要選用較大的火焰能率，才能保證焊件焊透；焊接薄板時(shí)，為防止燒穿，火焰能率應(yīng)當(dāng)減小。平焊縫可比其他位置焊縫選用稍大些的火焰能率。實(shí)際生產(chǎn)中，在保證焊接質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡量選擇較大的火焰能率。
5. 焊炬傾角
焊炬的傾斜角度是指焊嘴中心線與焊件平面之間的夾角α，如圖2-3（a）所示。焊炬傾斜角度的大小是根據(jù)焊嘴的大小、焊件的厚度、母材的熔點(diǎn)和導(dǎo)熱性及焊縫空間位置等因素綜合決定的。當(dāng)焊炬傾斜角度大時(shí)，由于熱量散失少，焊件得到的熱量多，升溫就快；反之，熱量散失多，焊件受熱少，升溫較慢。
通常，焊接時(shí)的焊炬傾斜角度與工件厚度的關(guān)系見(jiàn)圖2-3（a）。在焊接工件厚度大、母材熔點(diǎn)較高或?qū)щ娦暂^好的金屬材料時(shí)，焊炬的傾斜角度應(yīng)選得大一些；反之，焊接傾斜角度可選得小一些。
實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，焊炬的傾斜角度在氣焊過(guò)程中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行變化。如在焊接剛開(kāi)始時(shí)，為迅速形成熔池，采用的焊炬傾斜角度為80°~90°，當(dāng)焊接結(jié)束時(shí)，為了更好地填滿(mǎn)弧坑和避免燒穿或是焊縫收尾處過(guò)熱時(shí)，應(yīng)將焊嘴適當(dāng)提高，焊炬傾斜角度逐漸減小，并使焊嘴對(duì)準(zhǔn)焊絲或熔池交替加熱。氣焊過(guò)程中，焊絲對(duì)焊件表面的傾斜角度一般為30°~40°，與焊嘴中心線為90°~100°，如圖2-3（b）所示。
圖2-3 氣焊時(shí)焊炬、焊絲與焊件的傾角
6. 焊接速度
焊接速度應(yīng)根據(jù)焊工的操作熟練程度、焊縫位置及其他條件而定。在保證焊接質(zhì)量的前提下，盡可能提高焊接速度，減小焊件的受熱程度，以提高生產(chǎn)率。通常，對(duì)厚度大、熔點(diǎn)高的焊件，焊接速度要慢些，以免產(chǎn)生未熔合缺陷；對(duì)厚度小、熔點(diǎn)低的焊件，焊接速度要快些，以避免產(chǎn)生燒穿和使焊件過(guò)熱而降低焊接質(zhì)量。
氣焊的使用方法和技巧
起焊時(shí)，焊件溫度較低或接近環(huán)境溫度，為便于形成熔池，并利于對(duì)焊件進(jìn)行預(yù)熱，焊嘴傾角應(yīng)大一些，同時(shí)在起焊處應(yīng)使火焰往復(fù)移動(dòng)，保證在焊接處加熱均勻。如果兩焊件的厚度不相等，火焰應(yīng)稍微偏向厚件，以使焊縫兩側(cè)溫度基本相同，熔化一致，熔池剛好在焊縫處。當(dāng)起點(diǎn)處形成白亮而清晰的熔池時(shí)，即可填入焊絲，并向前移動(dòng)焊炬進(jìn)行正常焊接。在施焊過(guò)程中應(yīng)正確掌握火焰的噴射方向，使得焊縫兩側(cè)的溫度始終保持一致，以免熔池不在焊縫正中而偏向溫度較高的一側(cè)，凝固后使焊縫成形歪斜。焊接火焰內(nèi)層焰心的尖端要距離熔池表面3~5mm，始終保持熔池的大小、形狀不變。
通常，平焊對(duì)接接頭的焊縫時(shí)，從接頭一端30mm處開(kāi)起焊接，目的是使焊縫處于板內(nèi)，傳熱面積大，當(dāng)母材金屬熔化時(shí)，周?chē)鷾囟纫焉撸瑥亩诶淠龝r(shí)不易出現(xiàn)裂紋。管子焊接時(shí)起焊點(diǎn)應(yīng)在兩定位焊點(diǎn)中間。
一、焊嘴和焊絲的運(yùn)動(dòng)技巧
為了控制熔池的熱量，獲得高質(zhì)量的焊縫，焊嘴和焊絲應(yīng)做均勻協(xié)調(diào)的擺動(dòng)。焊嘴和焊絲的運(yùn)動(dòng)包括以下三種：
（1）沿焊縫的縱向移動(dòng)，不斷地熔化焊件和焊絲形成焊縫。
（2）焊嘴沿焊縫做橫向擺動(dòng)，充分加熱焊件，使液體金屬攪拌均勻，得到致密性好的焊縫。在一般情況下，板厚增加，橫向擺動(dòng)幅度應(yīng)增大。
（3）焊絲在垂直焊縫的方向送進(jìn)，并作上下移動(dòng)，調(diào)節(jié)熔池的熱量和焊絲的填充量。
同樣，焊接過(guò)程中，焊嘴在沿焊縫縱向、橫向運(yùn)動(dòng)時(shí)，還要上下運(yùn)動(dòng)，以調(diào)節(jié)熔池的溫度。焊絲除前進(jìn)、上下運(yùn)動(dòng)外，當(dāng)使用熔劑時(shí)也要橫向擺動(dòng)，以攪拌熔池。
焊嘴和焊絲的擺動(dòng)方式及幅度與焊件厚度、材質(zhì)、焊縫的空間位置和焊縫尺寸等因素有關(guān)，焊嘴與焊絲的常見(jiàn)擺動(dòng)方式見(jiàn)圖2-8。其中圖2-8（a）、（b）、（c）所示的方式適用于各種材料較厚、大焊件的焊接和堆焊；圖2-8（d）所示的方式用于各種薄板焊件的焊接；圖2-8（e）的擺動(dòng)方式，用于右焊法焊接厚度大于3mm而不開(kāi)坡口的焊件，也用于左焊法焊接厚度較大且開(kāi)坡口的焊件；圖2-8（f）的擺動(dòng)方式，多用于焊接填角焊縫；圖2-8（g）的擺動(dòng)方式，用于右焊法焊接厚度大于5mm且開(kāi)坡口的焊件，此時(shí)焊炬幾乎不做橫向擺動(dòng)，而只沿直線均勻移動(dòng)，但是焊絲做圓弧形的擺動(dòng)。
圖2-8 焊嘴和焊絲的擺動(dòng)方式
1-焊嘴；2-焊絲
氣焊填絲時(shí)，焊工不僅應(yīng)密切注意熔池的形成情況，而且要將焊絲末端置于外層火焰下進(jìn)行預(yù)熱。當(dāng)焊絲熔滴送入熔池后，要立即將焊絲抬起，讓火焰向前移動(dòng)，形成新的熔池，然后再繼續(xù)向熔池送入焊絲，如此循環(huán)形成焊縫。
為了獲得優(yōu)質(zhì)的焊接接頭，應(yīng)使熔池的形狀和大小始終保持一致。如果所需火焰能率較大，由于焊接溫度高、熔化速度快，這時(shí)應(yīng)使焊絲保持在焰心的前端，使熔化的焊絲熔滴連續(xù)加入熔池；如果所需火焰能率較小，由于熔化速度慢，則填入焊絲的速度也要相應(yīng)減慢。當(dāng)使用溶劑焊接時(shí)，還應(yīng)用焊絲攪拌熔池，使熔池中的氧化物和非金屬夾雜物浮到熔池表面。當(dāng)焊接間隙較大或薄壁焊件時(shí)，應(yīng)將火焰焰心直接對(duì)著焊絲，利用焊絲擋住部分熱量，同時(shí)焊嘴上下運(yùn)動(dòng)，以防止焊縫邊緣或熔池前面過(guò)早地熔化。
二、接頭與收尾操作技巧
1. 接頭
接頭時(shí)，應(yīng)用火焰把原熔池重新加熱至熔化，形成新的熔池后，再填入焊絲重新開(kāi)始焊接，要注意焊絲熔滴應(yīng)與熔化的原焊縫金屬充分熔合。接頭時(shí)要與前焊縫重疊5~10mm，在重疊處要注意少加或不加焊絲，以保證焊縫的高度合適和接頭處焊縫與原焊縫的圓滑過(guò)渡。
2. 收尾
收尾時(shí)，由于焊件溫度較高，散熱條件差，所以應(yīng)減小焊嘴的傾角和加快焊接速度，并應(yīng)多加一些焊絲，以防止熔池面積擴(kuò)大，避免燒穿。收尾時(shí)應(yīng)注意使火焰抬高并慢慢離開(kāi)熔池，直至熔池填滿(mǎn)后，火焰才能離開(kāi)。總之，氣焊收尾時(shí)要遵循焊嘴傾角小、焊速提高、填絲快、熔池要滿(mǎn)的要領(lǐng)。
實(shí)際上，氣焊過(guò)程中的焊嘴傾斜角度應(yīng)是不斷變化的，在預(yù)熱階段，為了較快地加熱焊件，迅速形成熔池，焊嘴的傾斜角度為50°~70°，正常焊接階段，焊嘴的傾斜角度為30°~50°，而收尾階段，焊嘴的傾斜角度為20°~30°，如圖2-9所示。
圖2-9 焊嘴傾斜角度在焊接過(guò)程中的變化
三、左焊法和右焊法
氣焊時(shí)焊炬和焊絲都是從左端向右端移動(dòng)，或者從右端向左端移動(dòng)，前者稱(chēng)為右焊法，而后者稱(chēng)為左焊法。這兩種方法對(duì)于焊接生產(chǎn)率及焊縫的質(zhì)量影響很大。
右焊法時(shí)（圖2-10（a）），焊炬火焰指向焊縫，焊接過(guò)程是由左向右，并且焊炬是在焊絲前面移動(dòng)的。由于焊炬火焰指向焊縫，因此火焰可以遮蓋整個(gè)熔池，使熔池和周?chē)目諝飧綦x，能防止焊縫金屬的氧化和減少產(chǎn)生氣孔的可能性，同時(shí)可使已焊好的焊縫緩慢地冷卻，改善了焊縫組織，而且火焰熱量較為集中，火焰能率的利用率也較高，使熔深增加、生產(chǎn)率提高。
右焊法的缺點(diǎn)主要是不易掌握，操作過(guò)程對(duì)焊件沒(méi)有預(yù)熱作用，所以它只能適用于焊接較厚的焊件。
左焊法時(shí)（圖2-10（b）），焊炬火焰背著焊縫而指向焊件未焊部分，焊接過(guò)程是由右向左，并且焊炬跟著焊絲后面運(yùn)走。焊接時(shí)，焊工能夠很清楚地看到熔池的上部凝固邊緣，并可獲得高度和寬度較均勻的焊縫。由于焊炬火焰指向焊件未焊部分，對(duì)金屬有著預(yù)熱作用，因此焊接薄板時(shí)生產(chǎn)效率較高。
圖2-10 右焊法和左焊法
