第二节 气焊气割火焰及工艺参数的选择 一、气焊气割火陷 气焊的火焰是用来对焊件和填充金属进行加热、熔化和焊接的热源;气割的火焰是预热的热源;火焰的气流又是熔化金属的保护介质。焊接火焰直接影响到焊接质量和焊接生产率,气焊气割时要求焊接火焰应有足够的温度,体积要小,焰芯要直,热量要集中;还应要求焊接火焰具有保护性,以防止空气中的氧、氮对熔化金属的氧化及污染。 (一)焊接切割的火焰分类 气焊气割的气体火焰包括氧—乙炔焰、氢氧焰及液化石油气体[丙烷(C3H8)含量占50%~80%,此外还有丁烷(C4H10)、丁烯(C4H8)等]燃烧的火焰。乙炔与氧混合燃烧形成的火焰,称为氧—乙炔焰。氧—乙炔焰具有很高的温度(约 3200℃),加热集中,因此,是气焊气割中主要采用的火焰。 氢与氧混合燃烧形成的火焰,称为氢氧焰。氢氧焰是最早的气焊利用的气体火焰,由于其燃烧温度低(温度可达 2770℃),且容易发生爆炸事故,未被广泛应用于工业生产,目前主要用于铅的焊接及水下火焰切割等。 液化石油气燃烧的温度比氧-乙炔火焰要低(丙烷在氧气中燃烧温度为 2000~2850℃)。液化石油气体燃烧的火焰主要用于金属切割,用于气割时,金属预热时间稍长,但可以减少切口边缘的过烧现象,切割质量较好,在切割多层叠板时,切割速度比使用乙炔快 20%~30%。液化石油气体燃烧的火焰除越来越广泛地应用于钢材的切割外,还用于焊接有色金属。国外还有采用乙炔与液化石油气体混合,作为焊接气源。 乙炔(C2H2)在氧气(O2)中的燃烧过程可以分为两个阶段,首先乙炔在加热作用下被分解为碳(C)和氢(H2),接着碳和混合气中的氧发生反应生成一氧化碳(CO),形成第一阶段的燃烧;随后在第二阶段的燃烧是依靠空气中的氧进行的,这时一氧化碳和氢气分别与氧发生反应分别生成二氧化碳(CO2)和水(H2O)。上述的反应释放出热量,即乙炔在氧气中燃烧的过程是一个放热的过程。 氧—乙炔火焰根据氧和乙炔混合比的不同,可分为中性焰、碳化焰和氧化焰三种类型,其构造和形状如图 2—2 所示。 (二)中性焰 中性焰是氧与乙炔体积的比值(O2/C2H2)为 1.1~1.2 的混合气燃烧形成的气体火焰,中性焰在第一燃烧阶段既无过剩的氧又无游离的碳。当氧与丙烷容积的比.值(O2/C3H8)为 3.5 时,也可得到中性焰。中性焰有三个显著区别的区域,分别为焰芯、内焰和外焰,如图 2—2(a)所示。 图 2 -2 氧—乙炔焰的构造和形状 1.焰芯 2.内焰 3.外焰 1.焰芯 中性焰...