氧乙炔焊接法(气焊)——文/上海圣峰 张亦峰总经理(图)
http://www.weld21.com 2012-01-19 09:55 来源:上海圣峰焊接技术有限公司 张亦峰总经理


2.火焰之调整:

  氧乙炔气焊的火焰主要在供给施焊时所需要的热能,虽氢、丙烷或其他可燃气亦可供焊接使用,但由于这些气体与氧气混合后的燃烧热值温度最高约2700℃,因此目前工业界仍采用乙炔气为主。(至于环保政策下的约束使用,则依需求议定。)

  氧气乙炔气混合后燃烧时的火焰,是在进行极尽剧烈的氧化反应,其完全燃烧的化学反应方程如下:

C2H2+2.5O2→2CO2+H2O+热


  由上列化学反应方程式得知:
  一个体积的乙炔气,需要获得2.5个体积的氧气,其比为1:2.5,然而焊炬所提供的乙炔气与氧气流量的混合比是1:1-1:1.2之间,其余将近1.5体积的氧气,是由空气中所供给;因此,火口初喷流出的气体,最初开始燃烧的化学反应式为:


2-1.依氧乙炔火焰燃烧后的化学反应式可区分为两个阶段:
A.第一阶段燃烧焰—经由焊炬中氧气与乙炔气在混合后,经火口点燃而在内焰处燃烧产生一氧化碳以及乙炔气残留的氢气,火焰颜色呈现为蓝色,在这区域内之火焰谓之还原性火焰,温度最高,化学反应式如下:
C2H2+O2→2CO+H2+热


B.第二阶段燃烧焰—第一阶段燃烧后产生的一氧化碳(CO)及氢气(H2)仍为可燃性气体,此两种气体在火焰外围与大气中的氧气形成第二阶段完全燃烧,火焰颜色呈淡红色,由此我们得知,氧乙炔气焊进行时应在通风良好的地方进行,以免大气中的氧气因工作环境的狭窄而缺乏;经二次燃烧后产生的二氧化碳与水蒸汽,其化学反应式如下:
4CO+2H2+3O2→4O2+2H2O+热


2-2.一位气焊操作人员在施于氧乙炔焊接时,通常会面临调出六种的基本火焰特性,兹解说如下:
A.纯乙炔焰—焊炬中的氧、乙炔此两种气体,仅有乙炔气流出火口而氧气关闭,然后纯粹利用空气中的氧气来与乙炔气燃烧,其产生的火焰由接近火口处为黄色至外焰区时渐变为橘红色,同时还冒出黑烟,此种火焰温度约800℃左右,不适合焊接。


B.碳化焰—当纯乙炔焰产生后,立即开启焊炬上的氧气阀,使氧气逐渐加入纯乙炔中,火焰会立即由橘红色变成外焰呈淡蓝色而内焰则转为明亮白色;此种火焰温度约为2800℃,由于温度尚不是很高,通常用于软焊、硬焊或铝焊、及钢材之表面硬化热处理。


C.还原焰—已形成的碳化焰,其乙炔量稍多于氧气量,若再逐渐调整增加氧气流量,使氧气与乙炔量的比例接近于1:1,外焰仍呈淡蓝色,此时明亮白色内焰会逐渐缩短,此火焰温度约为3050℃,通常用于焊镍铬钢、镍铬钼钢或不锈钢等。


D.中性焰—由还原焰再增加氧气量至与乙炔的比例约为1.14:1,此鉴识方法,可由还原焰徐徐的增加氧气量,直到白色内焰缩短成焰心后即保持焰心的原状而不再继续加氧气去缩短之刹那,即属中性焰,此特性为焰心呈明亮白色,该火焰有清晰的内外层,此种火焰温度约为3200℃,在焊接使用上为最广泛,通常焊接碳钢类即采用此火焰,因其金属熔池甚为清晰可见,无火星喷溅,且有良好的铁水流动性。


E.氧化焰—火焰转为中性焰属乙炔少于氧气,焰芯已不再缩短,如再增加氧气流量,焰芯会呈现尖锥形,外焰随着缩短,混合比将会是1:1.5~1.7左右,火焰颜色由蓝色为淡蓝色,因氧气流量加大缘故,此时的氧化焰会发出咝咝的响声,火焰温度亦高达约3500℃,通常用于焊接钢板对接渗透第一道焊道,不适合平面填料焊接,因温度过高金属熔池起泡沸腾并产生许多火花。此火焰应用于焊厚钢件及钢板切割用,其他场合极少用。


F.分离焰—引燃火焰时,因乙炔气流量开启过大,即产生火焰焰芯喷离火口端,且火焰会有刺耳咝咝声响,此种火焰不能施焊,应立即减少乙炔气流量,同时加多氧气流量,直到焰芯与火口端接合,并调适到合用之火焰。


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