气焊焊接工艺参数选择

二、气焊焊接工艺参数选择

气焊焊接工艺参数（即焊接规范）包括焊接接头的坡口形式、焊丝的牌号和直径、熔剂、火焰种类、火焰能率、焊炬型号和焊嘴的号数、焊嘴倾角和焊接速度等。

1. 焊接接头的种类和坡口形式

常用的气焊焊接接头有卷边接头、对接接头、搭接接头、角接接头及T形接头。一般气焊时接头的类型主要是对接接头。

气焊0.5~1mm的薄钢板时，宜采用卷边接头及角接接头；当板厚小于或等于3mm时，可采用不开坡口的对接接头；当板厚小于或等于4mm时，可采用搭接接头或T形接头，但由于这种接头在焊后会使焊件产生较大的变形，所以很少采用气焊，通常都选用焊条电弧焊或气体保护焊的方法焊接；当板厚大于5mm时，只有在万不得已的情况下才采用气焊，一般情况下应采用焊条电弧焊或其他焊接方法。钢板气焊时接头的坡口形式与尺寸见表2-1。

表2-1　气焊接头的坡口形式和尺寸

2. 焊丝直径

焊丝直径是根据焊件的厚度、坡口形式、焊缝位置、火焰能率等因素确定的。在火焰能率一定，即焊丝熔化速度确定的情况下，如果焊丝过粗，则熔化焊丝所需的加热时间增加，同时增大了对焊件的加热范围，使工件焊接热影响区增大，容易产生过热，降低接头质量；如果焊丝过细，则焊接时往往在焊件尚未熔化时焊丝已经熔化下滴，这样容易造成熔合不良和焊波高低不平、焊缝宽窄不一等缺陷。

焊丝直径常根据焊件厚度初步选择，试焊后再调整确定。在多层焊时，第一、二层应选用较细的焊丝，以后各层可采用较粗的焊丝。一般平焊应比其他焊接位置选用粗一号的焊丝，右焊法比左焊法选用的焊丝要适当粗一些。不同焊件厚度所采用的焊丝直径见表2-2。

表2-2　焊丝直径与焊件厚度的关系

3. 火焰种类

通常在气焊时，对需要尽量减少元素烧损的材料，应选用中性焰；对允许和需要增碳剂还原气氛的材料，应选用碳化焰；对母材含有低熔点、易蒸发元素的材料（如Sn、Zn等），应选用氧化焰，这样可以生成覆盖在熔池表面的氧化物薄膜，阻止低熔点元素蒸发。总之，火焰种类的选择应依据焊接材料的种类和性能，具体见表2-3。

表2-3　各种金属材料气焊火焰的选择

续表

特别要注意的是，气焊焊接质量和焊缝金属的强度与火焰种类有很大关系，在整个焊接过程中应不断调节火焰成分，保持火焰性质，从而获得良好质量的焊接接头。

4. 火焰能率

火焰能率是指单位时间内可燃气体（乙炔）的消耗量，单位为L/h，表示单位时间内可燃气体所提供的能量。

火焰能率的大小是由焊炬型号和焊嘴号数大小来确定的。焊嘴号数越大，火焰能率越大，所以火焰能率的选择实际就是确定焊炬的型号和焊嘴的号数大小。火焰能率的大小取决于氧、乙炔混合气体中氧气、乙炔的压力和流量，流量的粗调通过更换焊炬型号和焊嘴号数实现，流量的细调通过调节焊炬上的氧气调节阀和乙炔调节阀来实现。

火焰能率应根据焊件的厚度、母材的熔点和导热性及焊缝的空间位置来选择。如焊接较厚的焊件、熔点较高的金属、导电性较好的铜、铝及其合金时，就要选用较大的火焰能率，才能保证焊件焊透；焊接薄板时，为防止烧穿，火焰能率应当减小。平焊缝可比其他位置焊缝选用稍大些的火焰能率。实际生产中，在保证焊接质量的前提下，应尽量选择较大的火焰能率。

5. 焊炬倾角

焊炬的倾斜角度是指焊嘴中心线与焊件平面之间的夹角α，如图2-3（a）所示。焊炬倾斜角度的大小是根据焊嘴的大小、焊件的厚度、母材的熔点和导热性及焊缝空间位置等因素综合决定的。当焊炬倾斜角度大时，由于热量散失少，焊件得到的热量多，升温就快；反之，热量散失多，焊件受热少，升温较慢。

通常，焊接时的焊炬倾斜角度与工件厚度的关系见图2-3（a）。在焊接工件厚度大、母材熔点较高或导电性较好的金属材料时，焊炬的倾斜角度应选得大一些；反之，焊接倾斜角度可选得小一些。

实际生产时，焊炬的倾斜角度在气焊过程中应根据实际情况进行变化。如在焊接刚开始时，为迅速形成熔池，采用的焊炬倾斜角度为80°~90°，当焊接结束时，为了更好地填满弧坑和避免烧穿或是焊缝收尾处过热时，应将焊嘴适当提高，焊炬倾斜角度逐渐减小，并使焊嘴对准焊丝或熔池交替加热。气焊过程中，焊丝对焊件表面的倾斜角度一般为30°~40°，与焊嘴中心线为90°~100°，如图2-3（b）所示。

图2-3　气焊时焊炬、焊丝与焊件的倾角

6. 焊接速度

焊接速度应根据焊工的操作熟练程度、焊缝位置及其他条件而定。在保证焊接质量的前提下，尽可能提高焊接速度，减小焊件的受热程度，以提高生产率。通常，对厚度大、熔点高的焊件，焊接速度要慢些，以免产生未熔合缺陷；对厚度小、熔点低的焊件，焊接速度要快些，以避免产生烧穿和使焊件过热而降低焊接质量。