气焊材料和火焰的选用

一、气焊材料和火焰的选用

1.焊丝的选用

气焊焊丝是根据工件的材料进行选择的。为保证焊接质量，获得力学性能优良的焊缝，焊丝的熔点应等于或略低于被焊金属的熔点;焊丝的化学成分应与被焊金属接近，不应含有损坏焊缝质量的有害杂质;焊丝熔化时应平稳，火花和飞溅较少;焊丝表面应洁净，无油渍、污物和锈蚀等;所得到的焊缝应具有良好的力学性能，焊缝内部质量好，无裂纹、气孔、夹渣等缺陷。

焊接黑色金属的焊丝有碳素结构钢、合金结构钢、不锈钢、高温合金和低合金钢焊丝。焊接有色金属常选用与有色金属化学成分相同的焊丝。常见焊丝牌号和用途见表4－49。

表4－49　气焊用焊丝及作用

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2.气焊熔剂的选用

气焊钢铁材料和铸铁时，有外层火焰保护焊接熔池，可以不采用熔剂。而焊接铜、铝及其合金等其他材料时，因为焊接中容易产生氧化物，所以必须采用熔剂。气焊过程中，熔剂能迅速溶解或还原金属氧化物而形成熔渣，所形成的熔渣熔点较低，密度小于熔融金属。因此，熔渣比较容易浮到熔化金属的表面，对熔池金属起到保护作用。

根据熔剂的成分和与氧化物相互作用的特性，气焊熔剂有酸性熔剂和碱性熔剂。焊接时，表面形成酸性氧化物，选用碱性熔剂;表面形成碱性氧化物，选用酸性熔剂。

气焊常用熔剂有不锈钢及耐热钢气焊熔剂、铸铁气焊熔剂、铜气焊熔剂和铝气焊熔剂等。见表4－50。

表4－50　常用熔剂用途及使用方法

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3.气体火焰的选用

目前，采用气焊和气割的可燃气体主要是乙炔气体，乙炔与氧气的混合燃烧形成的火焰称氧－乙炔焰。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，其构造和形状如图4－194所示。

4－194　氧－乙炔焰的种类与外形

1－焰心　2－内焰　3－外焰

(1)碳化焰。

碳化焰又称还原焰，氧与乙炔的混合比小于1(一般在0.8～0.95之间)时，混合气中乙炔气体未能完全燃烧，该种火焰称为碳化焰。碳化焰的焰心、内焰和外焰三部分分布比较明显。整个火焰比较长而软。焰心呈灰白色，会发生乙炔的氧化和分解反应;内焰呈淡白色，由一氧化碳、氢和碳颗粒组成;外焰呈橙黄色，主要由二氧化碳和水蒸气组成，还有少量的游离态的碳和氢。

碳化焰的温度最低，一般不高于3000℃，乙炔过剩，火焰中有游离状态的碳和过多的氢，并冒有黑烟。采用该火焰焊接低碳钢时会有渗碳现象，使焊缝的含碳量增高。一般在气焊焊接高碳钢、高速刚、硬质合金、铝、青铜及铸铁时，多采用此火焰。

(2)中性焰。

在焊炬或割炬的混合室内，氧与乙炔的混合体积比为1～1.1时，乙炔气体被完全燃烧，无过剩的游离碳或氧，该种火焰称中性焰。中性焰由焰心、内焰和外焰三部分组成。

焰心:呈尖锥形，色白而亮，轮廓清楚。焰心的长度与混合气体的流速有关，流速快则焰心就长，流速慢则短。焰心的光亮是由碳颗粒发出所至，亮度较高，但是温度不高，一般不到1000℃。

内焰:内焰紧靠焰心的末端，呈杏核形，蓝白色，并带有深蓝色线条，微微闪动。焰心中分解出的碳在该区域内与氧剧烈燃烧，生成一氧化碳，故温度较高，在距离焰心末端3mm处的温度最高，可达3100℃。气焊和气割主要利用这部分火焰，该处火焰的一氧化碳较多，在气焊时对熔池有一定的还原氧化物的作用。

外焰:外焰与内焰无明显界限，主要靠颜色来区分。外焰的颜色由内向外由蓝白色变为淡紫色和橙黄色。外焰的温度比焰心高，可达2500℃，具有一定的氧化性，由于外焰内含有较多的二氧化碳气体，因此在气焊时，外焰对熔池有一定的保护作用。

中性焰的氧和乙炔充分燃烧，没有氧和乙炔过剩，是焊接和气割经常使用的火焰。一般焊接低碳钢、低合金钢和有色金属材料都采用中性焰。

(3)氧化焰。

氧和乙炔的混合体积比大于1.1时(一般在1.2～1.7之间)时，混合气体的燃烧加剧，出现过剩的氧，这种火焰称为氧化焰。氧化焰中整个火焰和焰心都明显缩短，内焰消失，只能看到焰心和外焰。焰心呈蓝白色，外焰呈蓝紫色。火焰挺直，并带有“嘶嘶”的响声。氧的比例越大，火焰就越短，响声就越大。

氧化焰的氧化性较强，不适合于焊接钢件。一般焊接黄铜时采用此火焰。

不同的材料应使用不同的火焰来焊接，火焰种类的选择见表4－51。

表4－51　焊接火焰的选择