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氧气焊接的安全操作规程及注意事项

【摘要】:氧气焊接是空调器管路维修工作中的一个十分重要的环节。有关乙炔气钢瓶的安全操作规程及注意事项如下:1)乙炔气瓶应根据有关规定补足丙酮,但不能过量。7)应配置专用减压器和回火防止器,严禁手持点燃的焊割工具开闭乙炔气瓶。乙炔气瓶在使用过程中出现泄漏时,应立即处理。减压器及其安全使用减压器主要用于将钢瓶内的高压气体调节为低压气体,以供焊接使用。

氧气焊接是空调器管路维修工作中的一个十分重要的环节。图4-15b中纯铜管的衔接缝就必须进行焊接处理后方可使用。而其焊接质量如何,将直接影响空调器的维修质量。因此,在空调器维修中,掌握氧气焊接技术就显得十分重要。要掌握氧气焊接技术,必须首先要了解氧气焊接的基本设备和焊接原理及安全注意事项。

1.氧气焊接的基本设备

氧气焊接的基本设备主要是由氧气钢瓶、乙炔气钢瓶、减压器、输气胶管、焊枪等组成,其设备组成示意图如图4-19所示。

(1)氧气钢瓶及安全使用

氧气钢瓶是用于储存和运输氧气的一种高压容器,它可以充灌压力约为150kg/cm2的高压氧气。气焊时通过减压器、胶管和焊枪将氧气送出,作为气焊用的助燃气体。氧气钢瓶的实物图如图4-20所示,其基本结构如图4-21所示。常用便携式氧气钢瓶如图4-22所示。

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图4-19 氧气焊接设备组成示意图

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图4-20 氧气钢瓶实物图

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图4-21 氧气钢瓶基本结构示意图

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图4-22 便携式氧气钢瓶实物图

氧气钢瓶的工作压力一般为150kg/cm2左右。氧气钢瓶在运输和储存期间不得曝晒,不能与易燃气体钢瓶混装、并放。其瓶嘴、减压阀及焊枪上均不得有油污,否则高压氧气喷出后会引起自燃。按国家标准规定,氧气钢瓶应涂成天蓝色,用黑色字体(氮气钢瓶为黑色、黄色字;压缩空气钢瓶为黑色、白字;氯气钢瓶为草绿色、白色字;氢气钢瓶为深绿色、红色字;氨气钢瓶为黄色、黑色字;石油液化气钢瓶为灰色、红色字;乙炔钢瓶为白色、红色字等)标识。有关氧气钢瓶的使用方法及注意事项如下:

1)使用前要检查连接部位是否漏气,检查时可用肥皂液进行涂抹检验,确认无漏气后方可接通设备进行操作。

2)在确认减压阀处于关闭状态后,再逆时针打开钢瓶总阀,并观察高压表读数。在确认压力正常后,再逆时针打开减压阀左边的小开关,并顺时针慢慢转动减压阀调节螺杆(T形旋杆),使其压缩主弹簧将活门打开,减压表上的压力处于所需压力,并记录减压表上的压力数值。

3)使用结束后,先顺时针关闭钢瓶总开关,再逆时针旋松减压阀。

4)在操作氧气焊接时,室内必须通风良好,保证空气中氢气的最高含量不超过1%(体积比)。室内换气次数每小时不得少于三次,局部通风每小时换气次数不得少于七次。

5)氧气瓶与盛有易燃物质及氧化性气体的容器和气瓶的间距不应小于8m。

6)与明火或普通电气设备的距离不应小于10m。

7)与空调装置、空气压缩机和通风设备等吸风口距离不应小于20m。

8)与其他可燃气体储存地点距离不应小于20m。

9)禁止敲击、碰撞氧气钢瓶,不能将钢瓶靠近热源,夏季应防止曝晒。

10)必须使用专用的氧气减压阀,开启气瓶时,操作者应站在阀口的侧后方,且动作要轻缓。

11)阀门或减压阀泄漏时,应立即关闭主阀门,不得继续使用。

12)阀门损坏时,严禁在瓶内有压力的情况下更换阀门。

13)瓶内气体严禁用尽,应保留在0.5MPa以上的余压。

(2)乙炔气钢瓶及安全使用

乙炔气钢瓶是利用丙酮将乙炔溶解在丙酮溶剂中储存的装置,其外表面颜色为白色,字体为红色,如图4-23所示。

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图4-23 乙炔气钢瓶实物图

乙炔是一种无色的碳氢化合物,其分子式为C2H2。乙炔气体中含有93%的碳与7%的氢,常发出一种刺鼻的异味,这主要来自于有毒的磷化氢和少量的硫化氢杂质。乙炔气体本身不能完全燃烧,但与适当的氧气混合后,点火即可产生3200℃的高温火焰,因此,它是气焊理想的可燃气体。但乙炔化学性质很不稳定,在高温或196kPa以上的压力时,有自燃爆炸的危险。有关乙炔气钢瓶的安全操作规程及注意事项如下:

1)乙炔气瓶应根据有关规定补足丙酮,但不能过量。

2)根据丙酮量确定乙炔充装量,但不能充装过快,且严禁过量充装。

3)所用乙炔气钢瓶必须是经检验合格的产品,且应直立使用。

4)乙炔气钢瓶放置地点不得靠近热源和电器设备,与明火距离不得小于10m,且严禁放置在通风不良或有放射性射线源的场所。

5)严禁敲击、碰撞瓶体,且严禁曝晒。

6)乙炔气钢瓶和氧气钢瓶放在同一小车上时,需用非可燃材料隔离。

7)应配置专用减压器和回火防止器,严禁手持点燃的焊割工具开闭乙炔气瓶。乙炔气瓶在使用过程中出现泄漏时,应立即处理。

8)使用过的乙炔气钢瓶,即使是空瓶,由于乙炔是溶解在丙酮溶液中的,因此,空瓶内也会存在一定压力。在一般情况下瓶内应留有0.05MPa的余压。

9)乙炔气钢瓶与氧气钢瓶的安全距离应不小于5m。

10)乙炔泄漏时,应喷雾状水稀释、溶解,并构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。如有可能,可将漏出气体用排风机送至空旷无人的地方或装设适当喷头将其烧掉。漏气钢瓶要妥善处理,不得随意丢弃。

11)乙炔钢瓶存放时要保持直立状态,并有防倾倒的措施,严禁与氧气瓶及其他易燃品同放一起。同时,在乙炔钢瓶存放地应设置“严禁烟火”等警告标志,并在附近配备干粉或二氧化碳灭火器,严禁使用四氯化碳灭火器。

12)乙炔气钢瓶的表面温度不得超过40℃。

13)开启乙炔瓶的瓶阀时,不要超过1.5圈,一般情况下只需开启3/4圈。

14)乙炔气体从钢瓶内输出的压力不得超过0.15MPa,且使用时瓶内乙炔气严禁用尽。

(3)减压器及其安全使用

减压器主要用于将钢瓶内的高压气体调节为低压气体,以供焊接使用。在容积为40L的氧气钢瓶内,标准压力为14.7MPa。其高压氧气经减压器减压后输出。减压器上装有两块压力表:一块指示钢瓶内压力,另一块用于指示调节输出的氧气压力。故减压器又常被称为“氧气表”。其实物如图4-24所示,内部结构如图4-25所示。

减压器在非工作状态时,调节螺钉处于松弛状态,对工作弹簧不受力,高压气室处于封闭状态,氧气钢瓶中的高压氧气不能输出到低压室内。因此,在非工作状态打开氧气钢瓶的主阀,高压氧气只能到达高压室内。

当调节螺钉被拧入时,工作弹簧被压缩,产生弹簧力,通过传动杆和弹性薄膜传递到减压活门,进而克服副弹簧的压力,使减压活门被顶开。此时,高压室内的高压氧气就从减压活门与壳体内壁之间的缝隙进入低压室内。由于低压室内的空间较大,故随着气体膨胀,氧气压力降低,变为低压氧气,并通过出气口送出。调节调压螺钉的进入深度,可调节低压表所指示的工作压力,以适合焊接需要。有关氧气减压器的使用方法及安全注意事项如下:

1)在使氧气焊接前,要首先将氧气减压器拧紧在氧气钢瓶的主阀上,不得有漏气现象。

2)在低压出气口接上胶管,并用铁丝拧紧,同时在胶管的另一端接好焊枪。

3)在将减压器和胶管焊枪等接好后,可开启氧气钢瓶上的主阀门,使氧气进入减压器的高压室,此时高压表指针应指示在150kg/cm2左右。

4)在检查高压表指示正常后,可缓慢顺时针方向拧动调节螺钉旋柄,使调节螺钉向减压器内侧挺进,以使低压输出口有低压氧气输出。此时,低压表指针应指在2kg/cm2左右。

5)在气焊开始时,减压压力可在0.1~0.4MPa。但在气焊过程中,随着焊接时气体的流量大小变化,减压活门在高、低压气体的作用下,可自动调整活门开启度的大小,使输送的气体有一个稳定的气流。

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图4-24 氧气瓶减压阀实物图

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图4-25 减压器内部结构示意图

6)在使用中,调节螺钉的进深度不要过大,否则安全阀将被打开,氧气就会从安全阀的气孔喷出,此时应特别注意安全。

7)在正常低压输出的允许范围内,即低压表指针不超过2kg/cm2时,安全阀不应喷气,若有喷气观察,则应更换减压器或进行安全检修。但安全阀内的弹簧系数必须符合相关要求。

(4)输气胶管

输气胶管是一种用于焊枪与氧气钢瓶及乙炔钢瓶之间连接的高强度耐磨耐燃胶管。依据氧气焊接的安全要求,在进行氧气焊接的现场中,焊枪必须远离氧气钢瓶和乙炔气钢瓶,一般不应少于5m。

在通常情况下,氧气胶管为红色的高压胶管,其内径为8mm,工作压力为15~20kg/cm2;乙炔气胶管为绿色低压胶管,其内径为8~10mm,能承受5kg/cm2压力。输出胶管的使用及安全注意事项如下:

1)使用两种胶管时不能相互代用,更不能接错。

2)新胶管在使用前,应吹净内壁粉尘。

3)在焊接过程中,一旦氧气管着火,应迅速关闭氧气钢瓶上的主阀和减压器,停止供氧。一定要禁止采用折弯胶管的方法来断氧灭火。

(5)焊枪及其安全使用

焊枪又称焊炬或焊把,是利用氧气和中低压乙炔作为热源进行焊接的一种工具。它主要是将可燃气体和氧气按一定比例均匀地混合后,以一定的速度从焊嘴喷出,形成适合焊接要求的稳定火焰。因此,焊枪的质量好坏不仅决定焊接质量,还决定工作效率及安全焊接。

但焊枪的种类较多,按可燃气体与氧气的混合方式分有等压式和射吸式两类;按尺寸和重量分有标准型和轻便型两类;按火焰的数目分为有单焰和多焰两类;按可燃气体的种类分有乙炔、氢气、液化石油气等类型;按使用方法分有手用和机械两类。目前常用的焊枪多为射吸式,其主要特点是:乙炔的流动主要依靠氧气的射吸作用,即氧气从喷嘴口快速射出时,可将聚集在喷嘴周围的乙炔吸出,并在混合气管按一定比例混合后从焊嘴喷出。因此,射吸式焊枪不论是使用低压乙炔或中压乙炔,都能够正常工作。其实物图如图4-26所示,内部基本结构示意图如图4-27所示。其操作方法及安全注意事项如下:

1)打开氧气调节阀,具有一定压力的低压氧气就会从氧气管接口进入到喷嘴,并以高速喷入射吸管。

2)调节氧气调节阀,可调节喷嘴喷出的氧气量。

3)喷嘴在高速喷出氧气时,其周围空间会形成真空,此时打开乙炔调节阀,乙炔气体就会被吸入射吸管,经混合管与氧气充分混合后从焊嘴喷出,点燃后形成焊接火焰。焊接火焰的温度及形式可通过调节氧气调节阀和乙炔调节阀来调整控制。在焊接不同材料时,则需要不同的火焰。

4)使用焊枪前,将红色氧气胶管套好在焊枪的氧气管接口,并用铁线扎紧,勿使其出现泄漏现象。

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图4-26 射吸式焊枪实物图

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图4-27 射吸式焊枪内部基本结构示意图

5)打开氧气阀通入氧气清洁焊嘴内的灰尘。

6)检查射吸能力,检查时先打开氧气调节阀,并同时用手指按在乙炔气管接口。若手指感到有足够的吸力,则说明射吸能力是正常的。如果没有吸力,甚至氧气从乙炔气管接口流出,则说明其射吸能力不正常,此时必须改换或修复焊枪。

7)在检查射吸能力正常后,再将绿色的乙炔气胶管套在乙炔气管接口上。套接时只需套紧即可,但要注意两根胶管都不能漏气。

8)在点火时,先将氧气阀调到刚开的位置,以使氧气流量很小,再缓慢地打开乙炔气调节阀,让乙炔气进入,然后点燃。

9)在喷嘴点燃后,可适当调节氧气调节阀和乙炔气调节阀,以使氧气和乙炔气的流量得到控制,直到火焰为合适的中性焰即可进行焊接。

10)熄灭火焰时,先关闭氧气阀,后关闭乙炔气阀。

11)焊接时一旦发生回火,应立即关闭焊枪上的乙炔气阀门,然后再关闭氧气阀门。

2.回火防止器

回火防止器是用于焊枪回火时,防止倒流的火焰进入乙炔气钢瓶引起爆炸的安全装置。它的种类较多,按工作压力和结构特点分,有低压(0.1kg/cm2以下)开口式回火防止器和中压(0.1~1.5kg/cm2)闭式回火防止器;按供气能力可分为岗位式回火防止器(乙炔消耗量在3m3/h以下)和集中式回火防止器(乙炔消耗量在5m3/h以上);按防护介质来分,有水封式回火防止器和干式回火防止器。

(1)开口式低压水封回火防止器

开口式低压水封回火防止器是由开口式水桶等组成,其基本结构示意图如图4-28所示。它主要适用于浮桶式低压乙炔发生器。目前已不多用。

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图4-28 开口式低压水封回火防止器基本结构及工作原理示意图

(2)闭式中压水封回火防止器

闭式中压水封回火防止器是由封闭式水桶等组成,其基本结构示意图如图4-29所示。它主要适用于中压乙炔发生器,目前已不多用。

(3)干式回火防止器

干式回火防止器是一种由金属材料制成的岗位式回火防止器。其主要特点是体积小、重量轻、不需加水、不受气候影响,且阻火性能好。其实物如图4-30所示,内部基本结构示意图如图4-31所示。

在应用中,对干式回火防止器的基本要求是:能可靠地阻止回火和爆炸波的传播,并将爆炸气体迅速排放到大气中去;能够满足气焊所需气体流量的要求;容易控制、检查、清洗和维修;在发生回火时能够自动切断气源。

溶解乙炔气瓶用回火防止器的技术指标主要如下:

1)基本参数。最高工作压力为0.15MPa;工作环境温度为-20~60℃;回火防止器进气端与出气端螺纹均为M16×1.5左-6g,螺纹有效长度为8mm。

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图4-29 闭式中压水封回火防止器基本结构及工作原理示意图

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图4-30 常见干式回火防止器实物图

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图4-31 干式回火防止器结构示意图

2)技术要求。金属材料中,铜合金零件含铜量(按质量计)必须小于70%,其化学成分应符合GB/T 5231—2001中的规定,机械性能应符合GB/T 4423—2007;不锈钢材料中的化学成分及机械性能应符合GB/T 1220—2007中的规定。

非金属材料中,必须对乙炔气、氧气和丙酮有足够的物理及化学稳定性。

3)性能要求。回火防止器在特定的试验条件下,连续试验五次都应保证止火,且每次试验时间的间隔不大于40s,也不小于20s.其实验方法如图4-32所示。

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图4-32 干式回火防止器止火性能试验示意图

注:试样装置用于安装回火防止器。试验时,打开阀门A、B、C、D,先用氮气吹扫系统,然后

向回火管内充入压力为0.05MPa的氧气和乙炔混合气体(按体积计:乙炔气含量为20%~30%),当压力表1显示为0.05MPa时,把阀门B和阀门C关闭,启动点火装置,观察火焰探测器是否有火焰通过。

干式回火防止器压力损失应满足图4-33所示的流量-压力特性曲线,其出口压力应不低于图中所示曲线相应流量下的压力值。其实验方法如图4-34所示。

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图4-33 干式回火防止器流量-压力特性曲线示意图

干式回火防止器单向阀关闭压力为6×10-4MPa≤PC≤0.02MPa。其实验方法如图4-35所示。

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图4-34 干式回火防止器流量-压力损失实验示意图

注:将试样安装在试样装置上,在进气端压力为0.05MPa时,打开阀门A,充入试验气体,调节阀门B,同时观察压力表1、压力表2和流量计的指示值,以五个试样实测值的平均值作出流量-压力曲线,其曲线应不低于图4-33中的相应曲线,五个试样实测值的分散度应不大于±10%。

在进气端压力分别为0.08MPa、0.10MPa和0.15MPa时,重复上述同样的试验。

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图4-35 干式回火防止器单向阀实验示意图

注:将试样安装在试验装置上,打开阀门G、F、A,充入试验气体。当压力表显示0.15MPa时,关闭阀门C,然后再逐渐打开阀门C,至60s时,U形压力计1的指示值即为关闭压力值;接着关闭阀门C,打开阀门D和E,从试样反向充入试验气体至五倍的关闭压力值,并保压60s,U形压力计1的指示值应保持关闭压力值不变。

干式回火防止器在0.25MPa压力下,任何部位不得漏气。

干式回火防止器壳体应能承受6MPa液压而不产生变形和渗漏。

干式回火防止器的规格型号较多,应用时要详细阅读使用说明书。

(4)消火石回火防止器

消火石回火防止器是利用气体和火焰的穿透性不同而制成的新型专利产品。其主要特点是高效、安全、实用,改变了传统以单向阀为主轴的运作方式,避免因弹簧力疲乏而使阀门丧失密封性所引起的安全隐患。它适用于氢气、氧气、乙炔气、瓦斯等多种气体管路。

消火石回火防止器,在正常使用时,可使气体由消火石进入管路,一旦发生回火时,消火石就会自动灭火。

3.氧气焊的基本原理

氧气焊接是利用氧炔焰对较薄、小的工件进行焊接的一种焊接工艺。其主要优点是不像手工电弧焊那样容易烧穿较薄工件,且在没有电源之处仍能进行焊接。在空调器及电冰箱等制冷设备的故障检修中,主要用于纯铜管的焊接。

(1)气焊火焰

气焊火焰是由乙炔与氧气混合燃烧而形成的火焰,通常叫做氧-乙炔焰,又简称氧炔焰或氧乙炔焰。氧炔焰有不同的种类、性质及适用范围。

1)火焰的种类。氧炔焰根据氧气与乙炔的不同比值,可分为中性焰、碳化焰(也叫还原焰)和氧化焰三种类型。如图4-36所示。

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图4-36 氧-乙炔火焰示意图

2)火焰的性质。

①中性焰:在图4-36(a)中,火焰的内区域基本没有自由氧及自由碳,该区域就为中性焰。在中性焰中,氧气与乙炔的比值978-7-111-40878-9-Chapter04-38.jpg为1~1.2,它由焰心、轻微闪动的内焰和外焰三部分组成,通常称其为轻微碳化焰。在氧气焊接中,通常使用该种轻微碳化焰,即中性焰。

②碳化焰。碳化焰是在火焰的内焰区域中有自由碳存在的气体火焰。其中,氧气与乙炔的比值978-7-111-40878-9-Chapter04-39.jpg小于1,且整个火焰比中性焰长,如图4-36b所示。用该种火焰焊接低碳钢时,会改变焊缝金属的机械性能,使焊缝塑性降低。同时,过多的氢会进入熔池,使焊缝产生气孔及裂纹。

③氧化焰。氧化焰是在火焰的内焰区域中有自由氧存在的气体火焰。其中氧气与乙炔的比值978-7-111-40878-9-Chapter04-40.jpg大于1.2,氧化反应剧烈。因此,焰心、内焰及外焰以至整个火焰都比较短,而且内焰及外焰层次极为不清,见图4-36c。如果用氧化焰焊接一般钢件,则焊缝中的气孔和氧化物会较多。同时,熔池产生严重的沸腾现象,使焊缝的性质变脆变坏,严重降低焊缝质量。

3)各种火焰的适用范围。在氧气焊接的实际工作中,为得到不同性质的火焰,总需要改变氧气与乙炔的混合比值。正确调整及选用气焊火焰,对焊接质量非常重要。因此,在焊接时,应根据不同的材料合理调整火焰,以确保焊接质量。有关各种金属气焊时的适用火焰见表4-1,火焰的调整方法见表4-2。

4-1 各种金属气焊时的适用火焰

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4-2 火焰的调整方法

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4)中性焰的温度分布。中性焰的温度分布是由混合气体的成分及混合气体的喷射速度决定的。火焰的温度是沿着火焰的轴线而分布变化的,火焰温度的最高处是在距离焰心末端2~4mm的范围内,离此处越远,火焰温度越低。

在氧-乙炔的混合比等于1~1.2时,内焰的最高温度区为3050~3100℃,如图4-37所示。

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图4-37 中性焰的温度分布情况示意图

(2)气焊工

气焊工艺主要是指在对工件进行焊接过程中的一些处理技巧,以使焊接部位美观良好,并具有符合要求的机械强度。但它需要有符合要求的焊丝、焊粉及一些必要的准备工作。

1)焊丝。焊丝主要是用于充填气焊工件时产生的熔池,以使被焊的两部分工件连接起来。但焊丝的化学成分直接影响到焊缝金属的机械性能。因此,在实际焊接时,应根据工件的成分来选择焊丝。如气焊低碳钢时,就常选用一些不同牌号的焊丝,见表4-3。

4-3 气焊低碳钢时常用焊丝及其化学成分

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注:该表来自相关维修协会。

在实际气焊工作中,当没有符合要求的钢焊丝或在焊接比较重要的低碳钢构件时,可将一般低碳钢电焊条除去药皮作为气焊丝使用。在焊接一般不重要的低碳钢构件时,也可用其他钢丝代替。但选用钢丝时,需要进行鉴别。其方法是:用中性火焰熔化一下钢丝的端部,如果被熔化的熔滴发火花或发渣及出气泡等,则说明这种钢丝不适用于低碳钢的气焊,因为它将会使焊缝变脆。若被熔化的熔滴用肉眼看上去非常干净,且发出油亮的光泽,富有粘性,则说明这种钢丝可以用作焊丝。

有关更多金属材料气焊用焊丝还有很多,可查找有关焊工手册,这里就不再多述。

2)气焊粉。气焊粉是氧-乙炔焊的助熔剂,其作用是除去气焊时熔池中形成的氧化物等杂质,以保护金属熔池减少空气的侵袭,改善金属熔池的湿润性。气焊粉的种类较多,其性能及用途也不相同。其常用气焊粉的种类、用途及性能见表4-4。

4-4 气焊粉的种类用途及性能

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注:气焊粉主要用于铸铁、合金钢及各种有色金属的气焊,而低碳钢的气焊就不必使用气焊粉。气焊粉可以自制,其配方可参见相关的电工手册,这里不再多述。

3)接头处理及接头形式。接头处理主要是在气焊前对工件的焊接头进行坡口等整形处理。但在实际工作中,常有板料和棒料的两种接头形式,其处理方式及要求如图4-38、图4-39及表4-5所示。

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图4-38 板料气焊接头形式示意图

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图4-39 棒料气焊接头形式示意图

4-5 碳钢的卷边接头和对接接头的形式或尺寸

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4)焊前准备。焊前准备主要是将被焊工件进行表面清洁,固定焊接点等一些必要的准备工作,以保证焊缝质量及被焊工件连接正确。有关操作方法见表4-6。

4-6 焊接前的准备工作

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(续)

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5)气焊操作。气焊操作是需要实践才能掌握恰到好处的一件事情,如焊接速度、焊炬和焊丝的摆动及焊接方法,都是影响焊接质量的主要因素。

在焊接过程中,为了获得优质美观的焊缝,焊炬和焊丝应做均匀协调的摆动。通过摆动既能使焊缝金属便于熔透熔匀,又避免了焊缝金属的过热或过烧。在焊接某些有色金属时,还要不断地用焊丝搅动金属熔池,以利于熔池中各种氧化物及有害气体的排出。焊枪和焊丝的摆动方法与幅度,主要与焊件厚度、性质、空间位置及焊缝尺寸等有关。常用的气焊操作方法见表4-7。

4-7 气焊操作方法

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(续)

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(3)纯铜焊接

纯铜焊接常有气焊、碳弧焊、手工电弧焊、手工氩弧焊四种形式。但它们分别用于不同的焊接工艺。

1)纯铜的气焊。纯铜的气焊适用范围比较广泛,如纯铜板材焊接,纯铜管材焊接等。但气焊纯铜时,因为纯铜的导热性高,应采用中性焰,并适当选择焊嘴,以获得较大的火焰功率。其常见选择见表4-8。

4-8 纯铜气焊时焊枪和焊嘴的选择

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在气焊纯铜时,为获得优质焊缝,可采用含有脱氧元素的焊丝,如丝201、丝202等;或采用一般的纯铜丝或母材的切条,但应将脱氧剂放到粉301焊粉中。纯铜的气焊粉也可自行配制,其方法见表4-9。

4-9 铜的气焊粉自行配制方法

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在纯铜气焊过程中,要控制好熔池温度。可通过改变焊枪与焊件的距离及焊枪倾斜角度来控制。但在纯铜气焊前,一般要进行预热。厚度较小的中小焊件,预热温度为400~500℃,达到此温度时,纯铜表面起波、发黑,此时用木棍在焊件表面划一下,木棍端头即被烧黑,且划时有发滑感觉。厚大焊件的预热温度为600~700℃,达到此温度时,纯铜呈暗红色。

2)纯铜的碳弧焊。纯铜的碳弧焊主要是利用直流弧焊机进行焊接,但因纯铜导热性大,可根据板厚不同,选用一台直流弧机或两台直流弧焊机并联使用。在空调器的纯铜管路焊接中很少使用碳弧焊进行焊接。故有关内容这里就不再多述。

3)纯铜的手工电弧焊。纯铜的手工电弧焊适用于焊接铜结构和导电铜排,不适于空调器纯铜管路焊接。故这里不予介绍。

4)纯铜的手工氩弧焊。纯铜的手工氩弧焊是利用钨极接负极,工件接正极的直流拉弧的一种焊接方法。通常称为手工钨极氩弧焊焊接方法。这种焊接可以获得高质量的焊接接头,并有利于减小焊件变形,克服氧-乙炔焊存在的一些缺点。有关纯铜管的手工氩弧焊工艺可参见焊工手册。这种方法在空调器的管路维修中很少使用。

(4)纯铜管焊接及注意事项

纯铜管焊接常有气焊、手工氩弧焊及手工电弧焊等几种方法。在空调器的纯铜管路维修中,常用的是氧气焊接方法。在焊接时采用中性焰和含有脱氧元素的焊丝,如丝201、丝202等。纯铜管路焊接的注意事项如下:

1)首先用火焰将纯铜管烤至暗红色,并掌握焊接温度在600~650℃,温度不可过高,过高易使铜管变形或造成焊料堵塞;温度也不可过低,过低易使焊接不牢。

2)焊口上不得有水分、油污及氧化物。焊接前必须用细砂纸将其打磨干净,并用干布擦净,否则易产生堵塞和漏气。

3)正确选择焊料和焊剂。

4)管子接口部分不能有毛刺、锈点、裂纹等,否则焊接不牢或漏气。

5)正确掌握插管焊接插入深度和间隙。若两管内、外壁之间的间隙过大,焊料难以均匀渗入,因而会出现气孔,导致漏气;若间隙过小,则流进间隙内的焊料不足,将造成焊接强度不够或假焊。因此,接头间隙应控制在0.05~0.2mm之间。

6)在焊接点冷却降温至焊料凝固期间,不可对焊接部分施加外力或使其发生振动,否则焊接部分会产生开裂或松动从而造成漏气。

7)焊接牢固后,需用干净的布将焊接口擦拭干净。

4.手工氧气焊接工作中的安全注意事项

在手工氧气焊接工作中,由于总是与易燃、易爆物品(氧气瓶、乙炔气瓶)及明火共处同一空间内,随时都有危险发生,因此,操作者必须明确安全注意事项,严格遵守操作规程。

(1)一般规定

1)严格遵守焊工安全操作规程和有关电石、乙炔发生器、溶解乙炔气瓶、水封安全器、干式回火防止器、橡胶管、氧气瓶、减压器等的安全使用规则及焊枪的安全操作规程。

2)在使用焊枪之前,必须检查所有设备,确定乙炔发生器、氧气瓶及橡胶管必须完好,接头、阀门及紧固件应紧固牢靠,不准有松动、破损和漏气现象。氧气瓶及其附件等不能沾染油脂。

3)检查设备、附件及管路是否漏气时,只准用肥皂水检验。检验时,周围不准有明火,不准抽烟。严禁用明火检验漏气。

4)氧气瓶、乙炔发生器及乙炔气瓶与明火的距离应在10m以上。如有条件限制也不能小于5m,并要采取有效的隔离防护措施,否则绝对不能施工。

5)禁止用易产生火花的工具去开启氧气或乙炔气阀门。

6)气瓶设备及管道冻结时,严禁用火烤或用工具敲击。氧气阀门及管道可用40℃温水加热,乙炔发生器、回火防止器可用热水或蒸汽加热解冻,或用23%~30%氯化钠热水溶液解冻。

7)焊接场地必须备有消防器材。露天作业时应防止阳光直射在氧气瓶及乙炔发生器或乙炔气瓶上。

8)压力容器及压力表、安全阀,应按规定定期送交有关部门进行校验、检查。对于乙炔发生器的检查,应取出电石蓝,采取措施消除余气后方可进行。

9)工作完毕或离开工作现场时,要拧上气瓶的安全帽,收拾好现场,并把气瓶放到指定地点。对于乙炔发生器,应放水取出电石蓝。

(2)电石安全事项

1)电石的储存地点必须干燥,通风良好。电石桶应密封,桶上要涂写“电石桶”和“禁止用水消火”等字样。室内禁止烟火及存放或设置水管水沟。损坏的电石桶不准存在室内。乙炔瓶与电石不得同室存放。

2)搬动电石桶时要轻搬轻放,不准扔甩,以免产生火花,引起爆炸。雨天禁止搬运。

3)取装电石和砸碎电石时,应戴手套、口罩和眼镜,严防打碎的电石进入眼中。

4)电石起火时,要用干砂或二氧化碳灭火器灭火。禁止用泡沫、四氯化碳灭火器或水灭火。

(3)乙炔发生器安全事项

1)乙炔发生器外罩应涂写“危险”、“乙炔发生器”字样。

2)移动式小型乙炔发生器,必须用胶轮或装有弹簧减振装置的手推车转运。转运时一定要先卸压。

3)乙炔发生器的零件(特别是内壁)不得用纯铜(紫铜)制作,避免产生乙炔铜,引起爆炸,但可以用含铜量在70%以下的铜合金。防爆膜(片)禁止用铜片或铁片代替。防爆片至少每年更换一次。

4)封闭式乙炔发生器,必须设置准确灵敏的压力表、安全阀。放入电石前,先检查发气室内的给水器和出气管是否畅通,然后再放入电石。电石块大小要适当,禁止用电石碎末。当电石块较小时,必须采用带空心的电石蓝,以免温升过高、过急。电石蓝放入位置应符合规定。

5)乙炔发生器的压力要保持正常,水必须保持清洁,电石分解的灰浆要及时用水洗掉。乙炔发生器的发气室温度不得超过80℃,对于水入式发生器,其冷却水温不得超过50℃。当温度超过规定时,应停止作业,并用冷水喷射降温和加入低温的冷却水。

6)移动式乙炔发生器与氧气瓶不能放在一起,相互间隔不得小于3m。

7)乙炔发生器,必须装有水封式回火防止器。工作前应添上净水,保持水位有一定高度。每个回火防止器只能供一个焊枪工作。若供给两个以上焊枪时,必须有一个总回火防止器。

8)乙炔发生器使用前应检查防爆及防回火安全装置。

(4)水封回火防止器安全事项

1)使用水封回火防止器时,应先用水位控制阀检查水位,回火后再检查一次,并注意有无漏气。

2)水封回火防止器必须垂直放置,其工作压力应与乙炔发生器工作压力相适应。

3)水封回火防止器每月拆卸清洗一次,并应定期进行大修。

(5)橡胶管安全事项

1)橡胶管必须经压力检验。氧气管的试验压力为2MPa,乙炔管的试验压力为0.5MPa。

2)橡胶管的使用长度一般为10~20m。接头处必须用专用卡子或退火铁丝紧扎牢固。

3)乙炔管在使用中发生脱落、破裂、着火时,应先将焊枪的火焰熄灭,然后停止供气。氧气管着火时,应迅速关闭氧气瓶阀门,停止供氧。

(6)氧气瓶安全事项

1)氧气瓶必须定期检查,检查周期不得大于3年。必须保持色标明显,瓶帽齐全。

2)氧气瓶应直立并放置在固定支架上,以免跌倒发生事故。

3)禁止使用没有减压器的氧气瓶。

4)开启氧气阀门时,要用专用工具,且动作要缓慢,并要观察压力表指针是否灵活正常。

(7)乙炔气瓶安全事项

1)乙炔气瓶在使用、运输、储存时,必须直立固定,且环境温度不能超过40℃。

2)乙炔气瓶使用时,必须是一把焊枪一个岗位回火防止器及减压器。

3)瓶内气体不能用光,必须留有一定余压。当环境温度低于0℃时,余压为0.05MPa;当环境温度为0~15℃时,余压为0.1MPa;当环境温度为15~25℃时,余压为0.2MPa;当环境温度为25~40℃时,余压为0.3MPa;当环境温度超过40℃时,应禁止使用或采取降温措施。

4)乙炔气瓶严禁与氯气瓶、氧气瓶、电石及其他易燃易爆物品同室存放。

(8)焊枪操作安全事项

1)通透焊嘴时应使用铜丝或竹签,禁用铁丝。

2)使用前要检查焊枪的吸气能力。

3)点火前,急速开启焊枪阀门,用氧吹风。以检查喷嘴的出口,但不要对向脸部。无风时不得使用。

4)进入容器内焊接时,点火和熄火都要在容器外部进行。

5)对于射吸式焊枪,点火时应先微开启焊枪上的乙炔阀,然后送到灯芯或火柴上点燃,在发现冒黑烟时,立即打开氧气手轮调节火焰。若出现回火,立即关闭氧气。

6)熄灭火焰时,应先关闭焊枪上的乙炔阀,再关氧气阀。

7)气焊场地必须通风良好。焊接时不准将橡胶管背在背上。