第六章　電焊與氣割基本操作技術(shù)

第一節(jié)　手工電弧焊基本操作技術(shù)

鈑金工、冷作工經(jīng)常要參與焊接、氣割甚至氣焊操作，具備基本的焊接、氣割操作技能是十分必要的。必要時(shí)，進(jìn)行點(diǎn)固焊、焊接簡(jiǎn)單裝配卡具、用氣割修理零件形狀、用氣焊火焰矯正結(jié)構(gòu)件變形等工作都可以由冷作工自行完成。目前，手工電弧焊廣泛應(yīng)用于船舶、車輛、橋梁、建筑、鍋爐、壓力容器、石油化工、礦山機(jī)械、冶煉設(shè)備、機(jī)械制造等部門的結(jié)構(gòu)工程和產(chǎn)品制造中。由于焊條有多種類型，因此手工電弧焊可焊接碳鋼、低合金鋼、耐熱鋼、低溫鋼、不銹鋼等多種材料，此外還能對(duì)某些鎳基合金、鑄鐵等成功地進(jìn)行焊接，并可實(shí)現(xiàn)耐磨、耐蝕、耐熱合金的堆焊。

下面主要介紹手工電弧焊的常用設(shè)備和基本操作技術(shù)。

一、交流電焊機(jī)

交流電焊機(jī)實(shí)質(zhì)上就是一種限制短路電流的變壓器，將220V或380V的電網(wǎng)電壓降到30～110V，以獲得低電壓大電流的焊接用電。

變壓器一次側(cè)接一個(gè)火線一個(gè)零線的是220V，變壓器一次側(cè)接兩支火線時(shí)，電壓為380V。將電焊機(jī)連接到電網(wǎng)上的工作應(yīng)由電工完成。電焊機(jī)的二次側(cè)，即低電壓大電流側(cè)，用粗電纜連接到焊把和工件進(jìn)行焊接。交流焊機(jī)的二次側(cè)不分極性，哪一條電線連接工件都行。二次側(cè)的電壓越低，焊接電流就越大，粗調(diào)電流就是調(diào)節(jié)變壓器二次線圈的圈數(shù)以獲得不同檔次電壓，也就獲得了不同檔次的電流。細(xì)調(diào)電流可以獲得適合焊接的最佳電流值。

目前使用的交流電焊機(jī)種類很多，最常用的交流電焊機(jī)有動(dòng)鐵式、電抗器式和動(dòng)圈式三種。下面介紹這三種最常用的交流電焊機(jī)的電流調(diào)節(jié)原理及方法。

1.動(dòng)鐵式交流電焊機(jī)

動(dòng)鐵式交流電焊機(jī)見圖6-1。

圖6-1　動(dòng)鐵式交流電焊機(jī)外形圖及電氣原理圖

圖（a）是電焊機(jī)的外形圖。調(diào)節(jié)電流的搖把在電焊機(jī)的側(cè)面，這也是這種焊機(jī)的外形特點(diǎn)。動(dòng)鐵式交流焊機(jī)的型號(hào)是BX1系列。例如，BX1-330、BX1-500等。B代表變壓器，X代表輸出電流曲線是下降的，1為動(dòng)鐵式，后面的數(shù)字代表最大電流。最大電流為500A的這種焊機(jī)用于焊接直徑5mm以下的焊條。

圖（b）是焊機(jī)電氣原理圖。空氣中的兩個(gè)線圈的電流感應(yīng)是很小的，而有了鐵芯，兩線圈間的感應(yīng)電流就會(huì)很大，鐵芯的磁通性能越好，變壓器的效率就越高。如果在口字型鐵芯間增加了一個(gè)活動(dòng)鐵芯，將鐵芯搖入時(shí)，一次側(cè)線圈所產(chǎn)生的磁通就會(huì)從活動(dòng)鐵芯漏掉一部分，二次線圈內(nèi)的電流就會(huì)減少，從而達(dá)到細(xì)調(diào)電流的目的。調(diào)電流時(shí)可以觀察活動(dòng)鐵芯的位置，向里搖電流小，向外搖電流大。

二次側(cè)的線圈匝數(shù)可以調(diào)節(jié)，以達(dá)到粗調(diào)電流的目的。連接1、2兩點(diǎn)焊接電流大，焊接電壓低。連接3、2兩點(diǎn)焊接電壓高，焊接電流小。

圖（c）是焊機(jī)的大/小擋電流調(diào)節(jié)板。粗調(diào)焊接電流時(shí)，用扳手將螺絲松開，將連接片卸下，換到另兩個(gè)接線柱上，用螺栓固定。改變了變壓器的二次側(cè)圈數(shù)，就達(dá)到了粗調(diào)焊接電流的目的。

小型手提式電焊機(jī)也常采用這種形式。手提式焊機(jī)焊接電流小，一般用于直徑小于2mm的焊條焊接。

2.電抗器式交流電焊機(jī)

電抗器式交流電焊機(jī)如圖6-2所示，圖（a）是電焊機(jī)的外形圖。調(diào)節(jié)電流的搖把在電焊機(jī)的前面，這也是這種焊機(jī)的外形特點(diǎn)。電抗器式交流焊機(jī)的型號(hào)是BX2系列，例如BX2-330、BX2-500等。B代表變壓器，X代表輸出電流曲線是下降的，2為電抗器式，后面的數(shù)字代表最大電流。最大電流為500A的這種焊機(jī)用于焊接直徑5mm以下的焊條。

圖（b）是焊機(jī)電氣原理圖。口字形變壓器的上面增加了一個(gè)電抗器，電抗器的感應(yīng)電流方向與焊接電流方向相反，起阻礙焊接電流變化的作用，短路時(shí)，使短路電流不會(huì)過大，也起穩(wěn)定焊接電流的作用。

用搖把調(diào)節(jié)電抗器的活動(dòng)鐵芯向外，活動(dòng)鐵芯與固定鐵芯間的間隙變大，空氣中兩個(gè)線圈感應(yīng)的阻礙電流變小，焊接電流變大。反之，用搖把調(diào)節(jié)活動(dòng)鐵芯向里，活動(dòng)鐵芯與固定鐵芯間的間隙變小，兩線圈間的感應(yīng)電流就會(huì)變大，阻礙焊接電流的電流變大，焊接電流就變小。調(diào)電流時(shí)可以觀察活動(dòng)鐵芯的位置，向里搖電流小，向外搖電流大。

焊接電流的粗調(diào)與動(dòng)鐵式交流電焊機(jī)的方法相同。

圖6-2　電抗器式交流電焊機(jī)外形圖及電器原理圖

3.動(dòng)圈式交流電焊機(jī)

圖6-3　動(dòng)圈式交流電焊機(jī)外形圖及電氣原理圖

圖6-3是動(dòng)圈式交流電焊機(jī)。圖（a）是焊機(jī)的外形圖，其特點(diǎn)是焊接電流細(xì)調(diào)節(jié)的搖把在焊機(jī)的頂部，搖動(dòng)電流調(diào)節(jié)搖把并觀察焊機(jī)前面上下移動(dòng)的指示針，均勻地改變焊接電流。焊機(jī)的右上角有一個(gè)旋鈕，標(biāo)有“接法Ⅰ”和“接法Ⅱ”，是用改變二次線圈匝數(shù)的方法粗調(diào)焊接電流的開關(guān)。

動(dòng)圈式交流焊機(jī)的型號(hào)是BX3系列。例如，BX3-300、BX3-500、BX3-1000等。B代表變壓器，X代表輸出電流曲線是下降的，3為動(dòng)圈式，后面的數(shù)字代表最大電流。最大電流為500A的這種焊機(jī)用于焊接直徑5mm以下的焊條。

圖（b）是焊機(jī)的電氣原理圖。一次線圈在焊機(jī)的上邊，可以上下移動(dòng)，二次線圈在變壓器的下邊，是固定線圈。線圈均由粗銅帶制造。搖動(dòng)手柄使上下線圈間的距離變小，則感應(yīng)電流變大，反之則變小，達(dá)到細(xì)調(diào)電流的目的。

焊接厚板時(shí)用大電流擋，焊接薄板用小電流擋。細(xì)調(diào)電流時(shí)，邊搖搖把邊觀察線圈位置，會(huì)發(fā)現(xiàn)二次線圈向上時(shí)，電流變小，反之電流變大。

電器短路時(shí)，會(huì)產(chǎn)生巨大的短路電流，而使電器或電路燒壞。而電焊機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)，限制了短路電流的數(shù)值，短路電流是工作電流的幾倍，不會(huì)產(chǎn)生保險(xiǎn)絲爆斷的現(xiàn)象。焊接時(shí)，首先將焊條與工件接觸，短路電流較大，提起焊條后，電弧引燃。但是，如果長(zhǎng)時(shí)間短路，也會(huì)燒壞電焊機(jī)，工作中要注意，不要將焊把放在工件上。

二、直流電焊機(jī)

1.直流弧焊發(fā)電機(jī)

直流弧焊發(fā)電機(jī)是電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電進(jìn)行焊接的電焊機(jī)，焊接電流穩(wěn)定，使用壽命較長(zhǎng)。缺點(diǎn)是噪聲大、效率低、焊機(jī)成本高，屬于限制不再生產(chǎn)的焊機(jī)。使用時(shí)，要定期更換電刷。型號(hào)為AX系列，例如AX-320。

2.弧焊整流器

弧焊整流器是一種常用的直流弧焊電源，它是利用交流電經(jīng)過變壓、整流后獲得直流電的。弧焊整流器有硅弧焊整流器、晶閘管弧焊整流器和晶體管弧焊整流器三種。按結(jié)構(gòu)不同，弧焊整流器可分為磁放大器式、動(dòng)圈式、動(dòng)鐵式、附加變壓器式等多種類型；根據(jù)弧焊整流器外特性的不同，又有下降特性-ZXG、平特性-ZPG、多特性-ZDG等多種型號(hào)。弧焊整流器既可用作焊條電弧焊電源，也可作為埋弧焊電源。圖6-4為具有下降外特性的硅弧焊整流器ZXG-300的外形圖。

圖6-4　 ZXG-300型弧焊整流器外形圖

下降外特性的含義就是隨焊接電壓的降低，焊接電流加大，電壓為零時(shí)，短路電流不是很大。也就是焊接時(shí)，弧長(zhǎng)越短焊接電流越大，焊條與工件接觸短路時(shí)電流不會(huì)太大。

ZXG-300型硅弧焊整流器屬于磁放大類型，其空載電壓為70V，工作電壓為25～30V，電流調(diào)節(jié)范圍為15～300A。

三、焊　條

1.焊條尺寸

焊條就是金屬焊芯外涂藥皮的熔化電極。普通焊條是在直徑2～5mm的低碳鋼絲外面壓涂上酸性或堿性藥皮，加熱烘干而成的。如圖6-5所示，為了便于焊條的金屬接觸工件燃弧，將焊條前端的藥皮磨成45°的倒角。為了導(dǎo)電，在焊條的尾部去掉一段藥皮，以便于夾持在焊鉗上。

以焊芯直徑尺寸稱呼焊條直徑。直徑5mm的焊條，藥皮的外直徑比5mm要大得多。常見的焊條直徑是：φ2、φ2.5、φ3、φ3.2、φ4、φ5、φ6mm，造船廠等專業(yè)工廠也使用φ10mm，甚至更粗的焊條。最常用的焊條直徑是φ3.2、φ4、φ5mm。焊條長(zhǎng)度一般在250～450mm之間。

圖6-5　焊條

2.焊芯與藥皮

焊條中間的金屬絲是焊芯，它既作為通電的導(dǎo)體，又不斷熔化，與母材熔合后形成金屬焊縫，所以要依據(jù)母材選擇焊條。在用于CO2焊和埋弧焊氣焊等熔焊方法時(shí)，金屬絲不包裹焊藥，稱為焊絲。焊芯牌號(hào)用“焊”字拼音的第一個(gè)字母H，后面綴以鋼號(hào)表示，如H08A、H08Mn2Si等。

藥皮是將錳礦粉、鈦鐵礦粉、長(zhǎng)石、螢石、菱鎂礦等許多粉料用水玻璃混合后，用油壓機(jī)或螺旋機(jī)壓涂，由自動(dòng)化生產(chǎn)線生產(chǎn)。

當(dāng)生產(chǎn)中需要少量特殊焊條時(shí)，可以查資料自行制作。

藥皮的作用主要是產(chǎn)生氣體保護(hù)焊縫、參加冶煉添加金屬元素、形成電離氣體穩(wěn)定電弧、形成藥皮覆蓋焊縫。

3.常見材料的焊條選用

焊條的選用主要是依據(jù)圖紙要求。根據(jù)金屬材料選用的常見焊條型號(hào)如下。

（1）焊接一般低碳鋼薄板結(jié)構(gòu)用E4313（J421）高鈦鈉和高鈦鉀型焊條。

（2）焊接較重要的低碳鋼結(jié)構(gòu)和同強(qiáng)度的低合金鋼，如12Mn、09Mn2、09MnNb等用E4303（J422）鈦鈣型焊條。

（3）焊接較重要的低碳鋼結(jié)構(gòu)也可以用E4301（J423）鈦鐵礦型焊條。

以上三種焊條用交流電源或直流電源都可以，焊接最常見的Q235（A3）經(jīng)常使用這三種焊條。

（4）焊接中碳鋼及某些重要的低合金結(jié)構(gòu)鋼，如16Mn、35鋼等，使用E5016（J506）低氫鉀型和E5015（J507）低氫鈉型焊條。E5016為交直流兩用，E5015只可以用直流電源焊接。這兩種焊條含氫量低，使用前應(yīng)烘干，以祛除水分。

（5）焊接1Cr18Ni9Ti等不銹鋼，常用E308-16（A102）鈦鈣型焊條，交直流兩用。

以上焊條的型號(hào)是新型號(hào)，括號(hào)內(nèi)是舊型號(hào)。焊接低碳鋼的焊條不受潮時(shí)，焊接前不用烘干。

四、手工電弧焊的基本原理

1.焊縫的形成

手工電弧焊是利用電弧放電時(shí)產(chǎn)生的熱量加熱，熔化焊條和工件，從而獲得牢固焊接接頭的一種電弧焊方法，見圖6-6。焊條與工件間產(chǎn)生的電弧加熱焊條和工件，焊條熔化后，產(chǎn)生保護(hù)氣體和熔滴，在工件表面形成焊縫和渣殼，焊接后去除渣殼露出焊縫。

圖6-6　手工電弧焊示意圖

2.焊縫形成的基本原理

焊條（也稱電極）和焊件分別接至焊接電源的兩個(gè)輸出端上。焊接時(shí)，首先要引弧，將焊條端部與工件接觸。當(dāng)焊條與焊件接觸時(shí)，焊接回路處于短路狀態(tài)，由于接觸點(diǎn)的接觸面積較小，又通過較大的短路電流，此處將產(chǎn)生大量的電阻熱，使焊條端部和焊件局部迅速融化，甚至部分金屬被蒸發(fā)。隨著焊條的提起（2～4mm），兩極間的空氣間隙被強(qiáng)烈加熱并電離，電弧被引燃，電弧溫度高達(dá)3 000～6 000℃。在電弧的高溫作用下，鋼板和焊條熔化。焊條熔化后分成兩部分：金屬焊芯以熔滴形式向熔池過渡，焊條藥皮在熔化過程中產(chǎn)生一定量的氣體和液態(tài)熔渣。焊接過程中，藥皮產(chǎn)生的氣體包圍在焊條、電弧和熔池周圍，使之與空氣分開，防止工件的氧化，防止氮?dú)夂蜌錃鈱?duì)焊縫的危害，液態(tài)熔渣浮在熔池上面阻止液體金屬與空氣的接觸，均有隔離保護(hù)作用，見圖6-6。隨著焊條的移動(dòng)，熔池前方的焊件和焊條繼續(xù)熔化，形成新的焊縫。后方熔池液體金屬逐漸冷卻結(jié)晶形成焊縫，液態(tài)熔渣凝固形成渣殼，覆蓋在焊縫表面上起保護(hù)作用。

五、手工電弧焊的特點(diǎn)

由于手工焊能在所有位置上焊接，尤其適合于結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜、小件、短焊縫和不規(guī)則焊縫的焊接，如管道的接頭、鋼板和型鋼內(nèi)復(fù)雜組件的接頭等。另外，手工電弧焊所使用的設(shè)備也輕便簡(jiǎn)單，成本較低，操作靈活，便于掌握，維修方便，因此手工電弧焊仍是目前常用的焊接方法。手工電弧焊的主要缺點(diǎn)是生產(chǎn)效率低。這是因?yàn)椋汉笚l藥皮限制了焊接電流和電流密度不能過大，否則藥皮易發(fā)紅、脫落，失去保護(hù)作用，故焊接速度不能過快，一般不超過每小時(shí)6～8m，完成一條焊縫往往需要不斷更換焊條，對(duì)厚板還需要開坡口進(jìn)行多層焊接，這不僅造成焊條的浪費(fèi)，提高了焊接成本，而且降低了生產(chǎn)率。手工電弧焊與自動(dòng)電弧焊相比，勞動(dòng)強(qiáng)度較大，焊工在高溫、高熱、強(qiáng)烈的弧光輻射下工作，勞動(dòng)條件很差。因此，從保證焊接質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、改善勞動(dòng)條件等方面出發(fā)，應(yīng)逐步把焊接從手工勞動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)械化與自動(dòng)化。

六、手工電弧焊工藝

1.焊逢形式

手工電弧焊用于結(jié)構(gòu)工程的連接形式是復(fù)雜多樣的。按施焊空間位置可分為平焊、立焊、橫焊和仰臉焊四種，見圖6-7。

圖6-7　焊縫的空間位置

按焊接接頭形式可分為對(duì)接接頭、角接接頭、T形接頭、搭接接頭、十字接頭、端接接頭、卷邊接頭等，見圖6-8。

圖6-8　焊接接頭種類

2.坡口形式

坡口形式如圖6-9所示，圖中所示的裝配間隙為2～4mm，鈍邊高為2mm。

圖6-9　焊縫坡口形狀

3.焊前準(zhǔn)備

焊件開坡口，一是為了使電弧能深入到焊縫根部，保證根部焊透，便于清除熔渣，獲得較好的焊縫成形；二是為了調(diào)節(jié)焊件和填充金屬在焊縫中的熔合比。坡口角度的大小將影響焊縫金屬的化學(xué)成分和焊接接頭質(zhì)量。通常是隨板厚的增加，坡口角度減小。鈍邊的作用是保證根部焊縫既能焊透，又不被燒穿。間隙的作用是保證根部焊透。

選擇坡口形狀時(shí)，主要考慮以下因素：盡量提高生產(chǎn)率、減少焊條消耗量；焊到性要好，保證根部焊透；坡口形狀容易加工；焊接變形要小。一般同樣厚度的接頭，采用X形坡口比V形坡口節(jié)省焊條，焊后變形小；采用U形和雙U形坡口又比V形坡口和X形坡口好，但加工困難，需要用刨邊機(jī)刨邊，主要用于較重要的焊件結(jié)構(gòu)。

選擇坡口加工方法時(shí)，應(yīng)根據(jù)工件的尺寸、形狀及現(xiàn)場(chǎng)具體條件而定。目前常用的加工方法：剪切（適于I形坡口）；氣割（適于V形、X形、Y形、K形等坡口）；刨邊（適于直邊任何形式的坡口，且尺寸精度較高）；車削（主要適于管子的坡口加工）；碳弧氣刨（常用于清理焊根時(shí)的坡口加工）。

4.規(guī)范參數(shù)的選擇

正確地選擇規(guī)范參數(shù)是手工電弧焊獲得高質(zhì)量焊縫的首要條件。其主要規(guī)范參數(shù)有：焊條直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊接層數(shù)、焊條牌號(hào)、電源種類和極性等。由于焊前準(zhǔn)備、焊工的技術(shù)水平、坡口形狀選擇及工藝要求和現(xiàn)場(chǎng)情況等的不同，規(guī)范參數(shù)的選擇可以是多種組合。

（1）焊條直徑的選擇主要考慮下列因素。

1）焊件厚度。焊件厚度較大，應(yīng)選擇直徑較大的焊條。從提高生產(chǎn)效率的角度看，應(yīng)盡量選擇直徑較粗的焊條，但過粗會(huì)造成焊縫出現(xiàn)缺陷。一般焊條直徑的選擇范圍，可參考表6-1推薦數(shù)據(jù)。

表6-1　根據(jù)焊件厚度選擇焊條直徑

2）焊縫位置。平焊時(shí)的焊條直徑應(yīng)比其他位置大些；立焊時(shí)焊條直徑最大不超過5mm；仰臉焊、橫焊時(shí)最大直徑不超過4mm；否則，熔池過大易造成融化金屬下淌，不利于焊縫成形。

3）焊接層數(shù)。多層焊時(shí)，為防止產(chǎn)生未焊透的現(xiàn)象，在焊第一層焊道時(shí)應(yīng)選用較小的焊條直徑，以后各層盡可能選用大直徑焊條。焊接結(jié)構(gòu)件時(shí)，第一道焊縫常采用φ3．2的焊條。

（2）焊件電流對(duì)焊接質(zhì)量和生產(chǎn)效率有較大影響。電流過大，易使藥皮發(fā)紅、脫落，同時(shí)還會(huì)造成焊縫咬邊、燒穿等缺陷；電流過小，易產(chǎn)生未焊透、夾渣等缺陷。焊接電流的大小取決于焊條直徑和焊縫位置，即對(duì)一定直徑的焊條有一個(gè)合適的電流選擇范圍，可以參考下面的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：

式中　I——焊接電流（A）；d——焊條直徑（mm）；k——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。

焊條直徑d與經(jīng)驗(yàn)系數(shù)K的關(guān)系見表6-2。

表6-2　焊條直徑與經(jīng)驗(yàn)系數(shù)的關(guān)系

根據(jù)上式計(jì)算出的焊接電流只是一個(gè)參數(shù)數(shù)值，在實(shí)際生產(chǎn)中還應(yīng)考慮其他因素加以修正。

另外，立焊、橫焊時(shí)的電流應(yīng)比平焊小10%～15%；仰焊比平焊小15%～20%；堿性焊條的電流比酸性焊條要小些。焊工還可通過觀察金屬飛濺、焊縫成形及焊條熔化等情況進(jìn)一步調(diào)整電流的大小，在保證質(zhì)量的前提下盡量提高焊接電流，以增加熔透深度和提高生產(chǎn)率。

（3）手工電弧焊時(shí)，電弧電壓和焊接速度的選擇一般無原則性規(guī)定，可由焊工視具體情況靈活掌握，在保證質(zhì)量的前提下盡量采用短弧焊和較大焊接速度。一般控制在：弧長(zhǎng)1～4mm，電弧電壓16～25V，焊接速度6～8m/h。

（4）焊件厚度較大時(shí)常采用多層焊。對(duì)于低碳鋼和強(qiáng)度等級(jí)較低的普通低合金鋼，每層焊縫的厚度對(duì)焊縫質(zhì)量影響不大。而對(duì)質(zhì)量要求較高的焊縫，每層厚度盡量不大于4～5mm。經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為：每層的厚度等于焊條直徑的0.8～1.2倍時(shí)效果最好。焊接層數(shù)可按下式估算：

式中　n——焊接層數(shù)；δ——焊件厚度（mm）；d——焊條直徑（mm）。

（5）選擇焊條時(shí)，應(yīng)根據(jù)焊件的力學(xué)性能、化學(xué)成分、工藝要求、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來考慮。另外，還應(yīng)考慮生產(chǎn)率、施工條件、經(jīng)濟(jì)性等多方面因素優(yōu)選焊條。對(duì)于一般結(jié)構(gòu)，通常采用酸性焊條E4303、E4301；對(duì)于重要結(jié)構(gòu)，宜采用堿性焊條E5016、E5015。

電源的選擇首先要考慮現(xiàn)有設(shè)備，其次是焊條的種類。直流電流比交流電源穩(wěn)弧性好。一般在無特殊要求下，應(yīng)優(yōu)先考慮交流電源。

5.手工電弧焊焊接技術(shù)

（1）基本操作。手工電弧焊的焊接過程，即引弧、運(yùn)條及收尾均是靠手工完成，因此焊工的焊接技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)是保證焊縫質(zhì)量的重要因素之一。

1）引弧。手工電弧焊的引弧方法有兩種：劃擦法和撞擊法。劃擦法的動(dòng)作似劃火柴，多用于堿性焊條；撞擊法是將焊條末端與工件表面垂直地接觸形成短路，然后迅速提起2～4mm，便可引燃電弧。

2）運(yùn)條。引弧后進(jìn)入焊接運(yùn)條過程。焊條的運(yùn)動(dòng)同時(shí)有三個(gè)方向：朝熔池方向逐漸送進(jìn)；沿焊接方向移動(dòng)；沿焊縫橫向擺動(dòng)。常用的幾種運(yùn)條方式見圖6-10。圖（a）是直線形運(yùn)條；圖（b）是直線往復(fù)形；圖（c）是鋸齒形；圖（d）是月牙形；圖（e）是三角形；圖（f）是圓圈形；圖（g）是八字形。利用運(yùn)條形狀的不同可以調(diào)節(jié)焊縫的寬度、熔池的深度、焊縫表面的形狀、防止焊漏等。根據(jù)不同板厚和不同焊接位置選擇不同的運(yùn)條方式。

圖6-10　手工電弧焊運(yùn)條方式

3）收尾。焊接結(jié)束時(shí)的收尾動(dòng)作，包括熄弧和填滿弧坑。常用方法有：

劃圈收尾法。焊條在收尾處作圓圈運(yùn)動(dòng)，直至填滿弧坑時(shí)再熄滅電弧。這種方法適于厚板焊接收尾；

反復(fù)斷弧法。在焊縫收尾處反復(fù)熄弧、引弧數(shù)次，直至填滿弧坑。這種方法適于薄板焊接。堿性焊條不宜采用，否則易出現(xiàn)氣孔；

回焊收尾法。焊條在收尾處立即停住，同時(shí)改變焊條角度回焊一小段，直至填滿弧坑，然后慢慢拉斷電弧。此法適于堿性焊條焊接。

4）焊縫的起頭與接頭。焊縫的起頭是指剛開始焊接的那部分焊縫。為保證此處焊縫有一定的余高，一般在引弧后拉長(zhǎng)電弧使焊件預(yù)熱，然后再縮短電弧進(jìn)行正常焊接。

接頭是指更換焊條時(shí)焊縫前后的連接處。為保證焊縫接頭處寬窄、高低一致，常采用的方式見圖6-11。采用圖（a）和圖（b）時(shí)，可在各焊縫的起頭或收尾的附近未焊處引弧，拉長(zhǎng)電弧預(yù)熱后回到弧坑處稍停片刻，然后以正常的弧長(zhǎng)進(jìn)行焊接。采用圖（c）和圖（d）時(shí)，當(dāng)焊條焊到前焊縫的起頭或收尾處時(shí)，將電弧略微拉長(zhǎng)并繼續(xù)向前焊接一段距離（10～20mm）的重復(fù)焊縫，然后再拉斷電弧。

5）定位焊。在大型結(jié)構(gòu)組裝焊接時(shí)，為保證裝配尺寸，常用手工電弧焊點(diǎn)固焊縫，即定位焊。由于定位焊縫較短，并作為正式焊縫留在結(jié)構(gòu)中，故對(duì)其質(zhì)量及尺寸要求與正式焊縫相同。定位焊縫的尺寸可參考表6-3。

圖6-11　換焊條時(shí)焊縫的接續(xù)方法

表6-3　碳鋼定位焊縫的尺寸/mm

（2）常見結(jié)構(gòu)的焊接技術(shù)。

板件與板件的焊接是最常見的金屬結(jié)構(gòu)形式。按焊縫位置分為：平焊、立焊、橫焊和仰臉焊。

1）平焊。平焊是所有焊縫位置中最易保持熔池形狀和成形的一種焊接位置。因此，平焊可以用較大直徑的焊條和焊接電流。平焊又分為對(duì)接平焊、橫角焊和船形焊。

對(duì)接平焊。板厚小于6mm時(shí)一般不開坡口，板厚小于3mm時(shí)可采用單面焊，板厚為3～6mm時(shí)可采用雙面焊，見圖6-12。焊接時(shí)的運(yùn)條方式一般為直線形，焊條傾斜角度為65°～80°，焊條的傾斜角度應(yīng)隨藥皮的跟進(jìn)狀況進(jìn)行調(diào)整，藥皮超前時(shí)，將焊條放平一些，藥皮落后較遠(yuǎn)時(shí)，將焊條立一些。正面焊運(yùn)條速度稍慢，以保證一定熔深，反面焊時(shí)速度可適當(dāng)快些。在剖面圖上，兩焊縫應(yīng)完全熔透，中間不允許有未焊到的情況。

圖6-12　不開坡口的對(duì)接平焊

板厚等于或大于6mm時(shí)均開坡口。坡口形式為V形或X形，可采用多層焊或多層多道焊，以保證焊透，見圖6-13。

圖（a）表示焊接開坡口的接頭時(shí)，焊條的傾斜角度一般控制在70°～90°，如果藥皮超前于焊條端部，將焊條向水平傾斜，焊條傾角為35°～45°，待藥皮正常后再恢復(fù)正常角度。如果藥皮滯后，離熔池太遠(yuǎn)，失去保護(hù)熔池的作用，將焊條反向傾斜，如圖示的120°。

圖6-13　開坡口的對(duì)接平焊

坡口的多層焊如圖（b）、圖（c）所示，控制焊縫質(zhì)量的關(guān)鍵是打底焊，一般用φ3．2～4mm的焊條打底，運(yùn)條方式為直線形或往復(fù)直線形，焊條角度見圖（a）。中間各層可用較大的電流和較粗的焊條，運(yùn)條方式為直線形或鋸齒形，并采用短弧焊接。注意在焊條擺動(dòng)時(shí)應(yīng)在坡口兩側(cè)適當(dāng)停留，以防產(chǎn)生未熔合和夾渣等缺陷，中間稍快。焊條角度視具體情況而定，并適當(dāng)調(diào)整。蓋面層的運(yùn)條方式為鋸齒形或月牙形，焊條角度為85°～90°。

2）橫角焊。焊接角焊縫時(shí)，焊縫易出現(xiàn)咬邊和焊腳長(zhǎng)度不均等缺陷，尤其是在兩板厚度不等時(shí)更為突出。因此，焊接時(shí)應(yīng)注意焊條角度，以保證兩板具有相等的焊角高度，見圖6-14。圖（a）表示被焊接板厚相同時(shí)焊條的左右方向傾角，圖（b）、圖（c）表示被焊接板厚不相同時(shí)焊條的傾斜角，立板較薄時(shí)，焊條要向立板方向傾斜。圖（d）表示焊條向前進(jìn)方向的傾角。焊接方式和運(yùn)條方式根據(jù)兩板厚而定。

圖6-14　橫角焊時(shí)的焊條角度

3）船形焊。船形位置焊縫是最便于焊接的位置，應(yīng)盡可能使焊件處于船形焊位置，見圖6-15。這樣可以采用較大的焊接電流和焊接速度，提高生產(chǎn)率，同時(shí)還可避免橫角焊產(chǎn)生的缺陷。船形焊時(shí)運(yùn)條方式為月牙形或鋸齒形。多層焊時(shí)，第一層用直線形，焊條與前進(jìn)方向的傾斜角度為50°～60°。

圖6-15　船形位置焊接

4）立焊。立焊一般是由下向上施焊；立焊時(shí)，由于焊條的熔滴和熔池金屬受重力作用而下流，焊縫成形較困難。故采用較小的焊條直徑和焊接電流，并采用短弧焊接，焊條由下向上傾斜，利用電弧吹力托住熔池。

不開坡口的對(duì)接立焊，運(yùn)條方式為直線形或稍作擺動(dòng)的直線形。開坡口的對(duì)接立焊，一般都采用多層焊。在進(jìn)行打底焊時(shí)，宜用小直徑的焊條，運(yùn)條方式與不開坡口的對(duì)接立焊相同；中間各層焊接電流可略大些，運(yùn)條方式為月牙形，為避免鐵水下流，在坡口兩側(cè)應(yīng)適當(dāng)停弧，中間稍快些；蓋面層運(yùn)條方式要根據(jù)對(duì)焊縫表面要求而定，常用月牙形或鋸齒形。注意，立焊時(shí)均采用跳弧法進(jìn)行焊接，見圖6-16。這種焊接方法可不斷重復(fù)熔化—冷卻—凝固的過程，有效地防止了熔化金屬的流失。圖（a）表示跳弧法，圖（b）表示斷弧法。圖（c）表示蓋面時(shí)的月牙形運(yùn)條方法，在焊縫兩側(cè)稍作停留。

圖6-16　立焊時(shí)跳弧焊、斷弧焊、蓋面焊法示意圖

焊條角度在焊接過程中從下至上應(yīng)有變化，見圖6-17。在開始焊接時(shí)，如圖（a），焊條應(yīng)橫一些，在中間時(shí)，如圖（b），立一些，到上邊再立一些，見圖（c）。圖6-17（d）表示焊條在左右方向不偏。

若使用專用的立向下焊條，可進(jìn)行由上向下的施焊。

5）橫焊。橫焊時(shí)熔化金屬也受重力作用而下淌，情況與立焊類似。因此，為保證焊縫質(zhì)量，橫焊采取的措施與立焊相似，只是橫焊時(shí)的焊接電流可比立焊時(shí)稍大些。

圖6-17　立焊時(shí)跳弧焊法示意圖

焊件厚度小于5mm時(shí)一般不開坡口，焊條角度見圖6－18。運(yùn)條方式可采用往復(fù)直線形（適于薄板）或斜圓圈形及直線形（適于較厚板）。(www.bffzttz.cn)

圖6-18　不開坡口橫焊時(shí)的焊條角度

焊件厚度較大，需要開坡口時(shí)，一般下板不開坡口或坡口角度小于上板，這有利于焊縫成形。開坡口橫焊均采用多層多道焊，焊第一層時(shí)用直線跳弧法運(yùn)條，引弧處應(yīng)在下板根部，焊條角度見圖6-19（a）。中間各層采用直線形或斜圓圈形運(yùn)條方式，焊條角度見圖6-19（b）。蓋面層由下而上疊焊而成，各道焊條角度見圖6-19（c），運(yùn)條方式為直線形，最后一道焊縫宜采用小的焊接規(guī)范。

圖6-19　開坡口橫焊時(shí)各道焊縫焊條角度

6）仰臉焊。仰臉焊是所有位置焊接中最困難的一種焊接方法。焊接時(shí)熔池倒掛，焊縫成形相當(dāng)困難，因此必須采用小直徑焊條和較小焊接電流，以減少熔池體積。同時(shí)，應(yīng)采用短弧且稍快的焊接速度進(jìn)行焊接，以確保熔滴盡快過渡到熔池中，從而防止熔化金屬向下垂落。

焊件厚度小于4mm時(shí)可不開坡口。運(yùn)條方式為直線形或往復(fù)直線形跳弧法，焊條角度見圖6-20。

圖6-20　不開坡口仰臉焊時(shí)的焊條角度

開坡口進(jìn)行較厚板對(duì)接仰焊時(shí)，宜采用多層焊或多層多道焊。第一層焊縫運(yùn)條方式及焊條角度同薄板仰臉焊相同；中間各層及蓋面層可采用鋸齒形或月牙形運(yùn)條方式。焊條角度應(yīng)根據(jù)每一層的焊縫位置作相應(yīng)的調(diào)整，角度范圍為70°～80°。

仰角焊比對(duì)接仰焊容易掌握。根據(jù)焊腳尺寸的要求不同，可采用單層焊、多層焊或多層多道焊。單層焊時(shí)，運(yùn)條方式為直線形或往復(fù)直線形；多層焊或多層多道焊時(shí)采用斜圓圈形運(yùn)條方式。焊條角度見圖6-21。

圖6-21　仰角焊時(shí)的焊條角度

第二節(jié)　手工氣割用設(shè)備及操作技術(shù)

鈑金工、冷作工經(jīng)常用到氣割，因此需要掌握一些氣焊與氣割方面的基本操作技術(shù)。

一、氣焊、氣割用氣體及設(shè)備

1.氧　氣

氣焊、氣割使用的氧氣，是從空氣中制取的。工業(yè)用氧氣的純度分為兩種，一級(jí)氧氣純度大于99.2%，二級(jí)氧氣純度大于98.5%。對(duì)氣焊氣割質(zhì)量要求較高時(shí)，應(yīng)采用純度在99.5%以上的氧氣。

氧氣瓶的構(gòu)造見圖6-22，它主要由瓶體、瓶閥、瓶帽、瓶箍、防震膠圈等組成。

圖6-22　氧氣瓶

氧氣瓶主要用低合金鋼制成，為了使瓶體在直立時(shí)保持穩(wěn)定，通常把瓶底部制成凹形。

瓶體上部瓶頭內(nèi)壁上加工螺紋，可用來旋上瓶閥。瓶頭外部套上瓶箍可以旋緊瓶帽，以便保護(hù)瓶閥不受沖擊損壞。瓶身套上防震橡膠圈以減震。

氧氣瓶外表涂上天藍(lán)色，以示區(qū)別于其他氣體。乙炔氣瓶是白色，CO2氣瓶是黑色。我國(guó)生產(chǎn)的氧氣瓶規(guī)格見表6-4。

表6-4　國(guó)產(chǎn)氧氣瓶規(guī)格

氧氣瓶是一種高壓容器，除了對(duì)選用的原材料、氧氣瓶的制造過程進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢查以外，還必須對(duì)完工的瓶體進(jìn)行高壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力取工作壓力的1．5倍，合格才能出廠。

氧氣瓶在使用過程中，還必須定期地進(jìn)行復(fù)查，以確保安全使用。

2.氧氣瓶的使用方法

氧氣瓶在放置時(shí)，應(yīng)直立放置，瓶嘴向上。不能在陽(yáng)光下暴曬，貯存處應(yīng)有防雨棚。冬天時(shí)，氧氣瓶嘴易凍冰，應(yīng)先用溫水化開后，微開氧氣閥，放一點(diǎn)氧氣，吹干瓶嘴后再使用。用手扶瓶身，用手錘輕敲瓶底，可根據(jù)瓶身震蕩的感覺不同而測(cè)知瓶?jī)?nèi)是否有氧氣。使用氧氣瓶時(shí)，要輕放，防止磕掉瓶嘴。萬一磕掉瓶嘴，不要?jiǎng)铀�，由瓶嘴噴出藍(lán)色氧氣，瓶身可能轉(zhuǎn)動(dòng)并發(fā)出聲音。

氧氣瓶閥是氧氣瓶頭部控制氧氣開通和關(guān)閉的閥門。氧氣瓶閥是QF－2銅閥。使用時(shí)旋轉(zhuǎn)手輪，帶動(dòng)閥桿轉(zhuǎn)動(dòng)，通過傳動(dòng)片使活門向上或向下旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。活門上移使氣門開啟，瓶?jī)?nèi)氧氣從進(jìn)氣口經(jīng)過氣門由出氣口流出，向下移動(dòng)時(shí)壓緊了密封墊料，使活門關(guān)緊。氧氣瓶嘴發(fā)生故障應(yīng)由專門部門修理。瓶閥閥體常用黃銅或青銅制成，而密封墊料則用不燃燒和無油質(zhì)的材料。瓶嘴處禁油。

瓶?jī)?nèi)氧氣不能用盡，要留0.3MPa的余壓，并關(guān)緊瓶閥，以防止空氣進(jìn)入。

3.氧氣減壓器

氣焊、氣割時(shí)對(duì)氧氣壓力要求不高，而鋼瓶?jī)?nèi)儲(chǔ)存氣體的壓力又很高，兩者之間具有很大的差距。為了使鋼瓶?jī)?nèi)的高壓氣體調(diào)節(jié)成工作時(shí)的低壓，而且在使用過程中能保持低壓穩(wěn)定，要使用氧氣減壓器。氧氣減壓器的構(gòu)造見圖6-23。常見的氧氣減壓器為QD型單級(jí)氧氣減壓器，低壓表的量程是0～4MPa，高壓表為0～25MPa。

氧氣減壓器的使用方法如下。

（1）將管壁較厚、紅色的氧氣膠管端部用熱水燙一會(huì)兒，用力旋轉(zhuǎn)套入膠管接頭，然后必須用細(xì)鐵絲纏兩到三圈并擰緊。

（2）將氧氣瓶的閥門慢慢打開一點(diǎn)，吹凈氧氣瓶嘴。

（3）調(diào)節(jié)氧氣瓶嘴接頭在氧氣減壓器上的擰入深度，以免擰入氧氣瓶嘴太淺或擰入氧氣表的深度太淺。

（4）檢查氧氣瓶嘴接頭，確認(rèn)無雜質(zhì)后，擰入氧氣瓶嘴。擰進(jìn)適當(dāng)深度后，旋轉(zhuǎn)減壓器稍微加力后，用扳手?jǐn)Q緊接頭螺栓。注意不要用力過大，損壞螺紋，又要擰緊，防止氧氣表脫落。

（5）左旋松開調(diào)壓螺桿，防止沖擊壓力損壞減壓器。

（6）左手扶住減壓器，右手用扳手緩慢打開氧氣瓶閥，可見高壓表指針擺動(dòng)，顯示氧氣瓶?jī)?nèi)壓力。

（7）右旋調(diào)壓螺桿，邊加壓邊觀察低壓表的指針擺動(dòng)，到合適壓力后，停止加壓。由于工作時(shí)低壓指針會(huì)下降，頂壓時(shí)可以使壓力稍微高一點(diǎn)。

（8）卸表時(shí)也要先松開調(diào)壓螺桿，再關(guān)閉氧氣瓶閥。關(guān)閉氧氣瓶閥的力量千萬不能過大，否則會(huì)損壞氧氣瓶閥。氧氣表放置不用時(shí)，調(diào)壓螺桿一定要松開，擰緊過度會(huì)損壞氧氣表。

（9）氧氣減壓器嚴(yán)禁沾染油脂，以免燃燒。

圖6-23　氧氣減壓器

4.乙炔氣

乙炔（又稱電石氣），分子式為C2H2。在常溫下是無色氣體，由于含有大量的磷化氫（H2P）和硫化氫（H2S）雜質(zhì)，所以具有一種特殊的臭味和毒性。

在一般狀態(tài)下，乙炔氣比空氣輕，1m3乙炔氣重約1.09kg。乙炔氣能夠溶解在多種液體中，例如水、丙酮等。乙炔氣是一種易爆氣體，加熱加壓會(huì)爆炸，和空氣混合見明火會(huì)產(chǎn)生爆炸。乙炔氣長(zhǎng)期與銅、銀等物質(zhì)接觸生成的化合物也極易發(fā)生爆炸。乙炔氣與氧氣混合的燃燒溫度可達(dá)3 100℃。

乙炔氣的制取是電石加水分解得到的。工業(yè)上制造電石是把生石灰（氧化鈣CaO）與焦碳放在電爐中熔煉后注入鋼模中，凝固而成的。電石的分子式是CaC2。電石與水反應(yīng)后生成乙炔氣和氫氧化鈣Ca(OH)2。每千克電石至少能發(fā)出250L以上的乙炔氣體。

目前廣泛采用乙炔氣瓶?jī)?chǔ)存乙炔氣。

5.乙炔氣瓶

乙炔氣瓶?jī)?nèi)裝有多孔性填料，如活性炭、浮石等，乙炔能大量溶解在丙酮中，瓶?jī)?nèi)灌滿丙酮。大量的乙炔溶解在其中，而不能像氧氣那樣壓縮，高壓乙炔會(huì)爆炸。

乙炔氣瓶外表涂成白色，容積通常為40L，充氣后15℃時(shí)的貯存壓力為1.5MPa。乙炔氣瓶的示意圖見圖6-24。

乙炔瓶的使用注意事項(xiàng)如下：

（1）連接好乙炔減壓器后再打開瓶閥，調(diào)好工作壓力后再使用乙炔氣。

（2）乙炔氣瓶必須直立放置，不得臥放，如果臥放，易燃的丙酮流出遇火會(huì)引起燃燒和爆炸。

（3）乙炔瓶體表面溫度不得超過40℃，因此，不能在陽(yáng)光下暴曬，應(yīng)遠(yuǎn)離明火。溫度過高會(huì)降低乙炔在丙酮內(nèi)的溶解度，瓶?jī)?nèi)乙炔壓力升高，容易發(fā)生爆炸。

（4）運(yùn)輸乙炔氣瓶時(shí)不能受劇烈的震動(dòng)和撞擊。

（5）不能將乙炔氣用空，以防止空氣進(jìn)入。要至少留有0.05MPa左右的瓶壓。

圖6-24　乙炔氣瓶

6.乙炔減壓器

乙炔減壓器的作用是將瓶?jī)?nèi)的壓力調(diào)整到工作壓力，并使工作壓力不因瓶?jī)?nèi)壓力的變化而改變。如圖6-25所示，減壓器有高壓表、低壓表用以顯示瓶?jī)?nèi)壓力及工作壓力。用調(diào)壓螺桿調(diào)節(jié)工作壓力，膠管接頭連接乙炔膠管，螺旋壓緊器連接乙炔氣瓶。

目前，廣泛使用的是QD-20型單級(jí)乙炔減壓器，高壓表的量程是0～25MPa，低壓表的量程是0～0.25MPa。

乙炔減壓器的使用方法如下。

（1）將綠色的乙炔橡膠管接在膠管接頭上，并用細(xì)鐵絲扎牢。

（2）打開乙炔瓶閥吹一下瓶口雜質(zhì)，立即關(guān)嚴(yán)。

（3）松開螺旋壓緊器的壓緊螺栓，將螺旋壓緊器套在乙炔瓶嘴上，接口對(duì)準(zhǔn)瓶嘴后，擰緊螺旋壓緊器的螺桿，將減壓器固定在瓶嘴上。

（4）完全松開調(diào)壓螺桿。

（5）逆時(shí)針緩慢擰開乙炔氣瓶的閥門，防止因高壓氣體沖擊而損壞減壓器。這時(shí)，高壓表應(yīng)該顯示瓶?jī)?nèi)壓力。

（6）順時(shí)針旋進(jìn)減壓器的調(diào)壓螺桿，同時(shí)觀察低壓表的指針，達(dá)到工作壓力后，再旋進(jìn)一點(diǎn)，工作中氣體流出時(shí)，壓力會(huì)稍有降低。

（7）停止使用時(shí)，閉火后將減壓器的調(diào)壓螺桿放松，關(guān)閉乙炔瓶閥，卸下減壓器，纏好膠管后，妥善保管。

圖6-25　乙炔減壓器

7.焊炬與割炬

（1）焊炬的結(jié)構(gòu)見圖6-26。射吸式焊炬是靠氧氣流的噴射作用帶動(dòng)乙炔氣向前，混合后在焊嘴噴出，點(diǎn)燃后形成火焰。射吸作用可以防止混合氣回流引起回火。常用的焊炬型號(hào)有：H01-6、H01-12、H01-20。H代表焊炬，01是射吸式，6、12、20代表焊接低碳鋼時(shí)的最大板厚，每個(gè)型號(hào)有1～5個(gè)號(hào)碼的焊嘴，號(hào)數(shù)越大，焊嘴孔徑越粗。焊接時(shí)，應(yīng)根據(jù)被焊板厚選擇焊炬和焊嘴型號(hào)。

使用焊炬時(shí)，要將氧氣管用鐵絲扎牢。此處漏氧氣很容易失火而燒傷手腕。乙炔管不要扎牢，回火時(shí)可以隨時(shí)拔下，用手將乙炔帶折疊，待回火結(jié)束后再插到乙炔接頭上。點(diǎn)火時(shí)，要少開一點(diǎn)氧氣，不給氧氣會(huì)冒黑煙，氧氣給多了又會(huì)點(diǎn)不著。

圖6-26　射吸式焊炬的構(gòu)造原理

（2）割炬是用氣體火焰進(jìn)行氣割時(shí)的主要工具。它的作用是使可燃?xì)怏w和氧氣在割炬里混合以后，形成具有一定熱能和形狀的預(yù)熱火焰，并在預(yù)熱火焰的中心噴射出高壓的氧氣流來進(jìn)行氣割工作。

割炬的種類很多，在通常情況下，根據(jù)可燃?xì)怏w和氧氣混合方式的不同，把它分為射吸式和等壓式兩種；也可根據(jù)用途的不同把它分為普通割炬、重型割炬和焊割兩用炬三種類型。常用的割炬是普通射吸式割炬，工作原理見圖6-27。

與焊炬不同，氧氣接管在上面。氧氣分兩路，一路向下與乙炔氣混合產(chǎn)生射吸作用，點(diǎn)火后形成預(yù)熱火焰；另一路經(jīng)高壓氧閥門、高壓氧管，從割嘴噴出，形成切割氣流。

常用的割炬型號(hào)有：G01-30、G01-100、G01-300。G代表割炬；01代表射吸式；30、100、300代表最大氣割厚度。G01-30、G01-100有1、2、3號(hào)三個(gè)割嘴，G01-300有四個(gè)割嘴，號(hào)越大割嘴孔徑越粗。

圖6-27　射吸式割炬構(gòu)造原理圖

割炬的使用方法如下。

（1）將紅色的氧氣管端頭用熱水燙一下，插入割炬的氧氣管接頭，用細(xì)鐵絲擰緊膠管，既不要擰破又要擰緊膠管。用手用力拔，應(yīng)拔不下來。乙炔管則插上即可。

（2）檢查割炬的射吸能力。將三個(gè)閥門都打開，拔下乙炔管，用手指輕按乙炔進(jìn)氣管口，應(yīng)能感到一股吸力，有些工人將下唇內(nèi)側(cè)接觸乙炔進(jìn)氣口，可以更明顯的感到吸力。如果吸力不大，則不能正常使用，一般要拆開割炬清理內(nèi)部的積灰。

（3）按正確順序點(diǎn)火。先將乙炔閥打開，再稍打開低壓氧閥門，然后點(diǎn)火，將割炬放平，火焰方向指向左前方，用打火機(jī)或火繩在割嘴下方點(diǎn)火。

（4）調(diào)整火焰。將氧氣減小，火焰會(huì)變紅，慢慢加大氧的流量，可見白色的焰心逐漸變小，當(dāng)焰心變?yōu)閹缀撩组L(zhǎng)時(shí)，再加大氧氣，焰心也變化不大。剛好收回焰心的火焰稱為中性焰，氣割用中性焰。在中性焰的基礎(chǔ)上，再加氧變?yōu)檠趸�焰，減少氧變?yōu)樘蓟�焰�?/P>

（5）調(diào)整火焰能率。割厚板時(shí)，應(yīng)采用大號(hào)割炬，用適當(dāng)?shù)母钭臁＜哟笠胰擦髁康耐瑫r(shí)加大氧氣流量，火焰的能率就變大。氣割較薄鋼板時(shí)使用較大火焰能率會(huì)造成浪費(fèi)，氣割較厚鋼板時(shí)使用較小的火焰能率會(huì)割不透。

（6）要想獲得高質(zhì)量的割縫，火焰形狀要好，高壓氧氣流束（俗稱“風(fēng)線”）形狀要好。這就要求經(jīng)常保持割嘴內(nèi)外的清潔，可以用不同直徑的鋼絲作成通針，也稱透針，清理割嘴的內(nèi)外通道。可以從鋼絲繩上拆下細(xì)鋼絲。用不銹鋼細(xì)焊條制作刮刀時(shí)，可將端部磨成三角形棱面。可以用鋼鋸條作成小刀，刮去割嘴內(nèi)部的黑灰。

（7）回火時(shí)，一般可見火焰熄滅，并聽見“滋滋”的火焰向內(nèi)燃燒的聲音，此刻，要立即關(guān)閉高壓氧和低壓氧，一般情況下回火應(yīng)立即停止。如果回火還不停止，要關(guān)閉乙炔閥門，因?yàn)殛P(guān)閉乙炔閥要擰好幾圈，時(shí)間來不及，一般的經(jīng)驗(yàn)是立即折疊乙炔帶，停止乙炔的供應(yīng)，回火自然停止。更為簡(jiǎn)便的方法是立即拔下乙炔膠帶，并用拇指堵住端口，待回火結(jié)束后，再插上乙炔膠帶。

（8）閉火時(shí)，應(yīng)先閉高壓氧，再閉乙炔，最后閉低壓氧。

（9）氣割結(jié)束后，松開氧氣和乙炔的頂壓螺栓，關(guān)閉氧氣瓶和乙炔氣瓶的瓶閥，卸下減壓器。從減壓器上卸下膠管。連同割炬和膠帶應(yīng)認(rèn)真纏好妥善保管，防止灰塵、油污、重壓。

二、手工氣割操作技術(shù)

不論對(duì)于有經(jīng)驗(yàn)的操作者還是新手，使用割炬時(shí)都要謹(jǐn)慎細(xì)心，否則不可能獲得良好的氣割效果。但在操作時(shí)，站立或下蹲的姿勢(shì)總是以舒適穩(wěn)定為先決條件，視線應(yīng)以能看清前方割線的位置和觀察到割嘴及工件為準(zhǔn)。對(duì)于以右手為主握割炬的操作者來說，氣割移動(dòng)方向應(yīng)自右向左，要移動(dòng)自如，保持每段割線較長(zhǎng)，盡量避免割嘴朝向操作者自身位置的方向移動(dòng)。氣割時(shí)呼吸要有節(jié)奏，肌肉放松，盡量用雙手平穩(wěn)而又靈活地握住割炬。

1.氣割原理

用乙炔火焰加熱低碳鋼板時(shí)，金屬先達(dá)到燃點(diǎn)，在高壓氧氣的助燃下，金屬燃燒，并把燃燒熱量向下傳導(dǎo)，進(jìn)一步向下燃燒，最后將鋼板割開。

氣割的過程可分為起割、移動(dòng)和結(jié)束三個(gè)階段。

（1）起割階段。

首先點(diǎn)燃割炬的預(yù)熱火焰，加熱工件的邊緣，待邊緣預(yù)熱到呈亮紅色時(shí)，鋼板即被加熱到了燃燒溫度，將火焰略微移到邊緣以外，同時(shí)慢慢打開高壓氣割氧閥門，當(dāng)看到被預(yù)熱的紅點(diǎn)在氧氣流（風(fēng)線）中被吹掉時(shí)，再加大氣割氧氣流量。當(dāng)工件背面出現(xiàn)氧化鐵渣隨氧氣流一起飛出時(shí)，就表明工件已被割透，割炬應(yīng)根據(jù)工件的厚度用適當(dāng)?shù)乃俣认蚯耙苿?dòng)。如被氣割工件的周圍有余量時(shí)，則要從余量處起割，然后移至氣割線上；如果氣割線兩側(cè)都是工件，沒有余量，則起割要特別仔細(xì)，在慢慢加大氣割氧的同時(shí)，要把割嘴往前移動(dòng)，停止不動(dòng)就會(huì)使氧氣被往回返的氣流擾動(dòng)，在該處周圍出現(xiàn)較深的溝槽。

（2）移動(dòng)階段。

在整個(gè)氣割過程中，割炬移動(dòng)的速度要均勻，割嘴與工件之間的距離應(yīng)保持不變。每當(dāng)氣割者的身體要移動(dòng)位置時(shí)，應(yīng)先關(guān)閉高壓氧氣閥，待身體的位置移動(dòng)好后，再將割嘴對(duì)準(zhǔn)割縫的接割處適當(dāng)加熱，然后慢慢打開高壓氣割氧氣閥，繼續(xù)向前氣割。

在整個(gè)移動(dòng)過程中，應(yīng)經(jīng)常注意風(fēng)線是否合適、對(duì)中。遇到割嘴滅火時(shí)應(yīng)迅速關(guān)閉氣割氧氣閥，再關(guān)閉乙炔氣閥，最后關(guān)閉預(yù)熱氧氣閥，這樣可以防止回火并減少煙灰。

（3）結(jié)束階段。

割嘴移動(dòng)到臨近終點(diǎn)時(shí)，要沿氣割方向略微后傾一個(gè)角度，促使工件下部提前割透，以保證結(jié)束處割縫的質(zhì)量。當(dāng)割縫全部氣割結(jié)束時(shí)，應(yīng)迅速關(guān)閉氣割氧氣閥，并將割嘴抬起，再關(guān)閉乙炔氣閥，最后關(guān)閉預(yù)熱氧氣閥。如果停止工作的時(shí)間較長(zhǎng)，則應(yīng)將供氧氣和乙炔氣的管道閥門關(guān)閉；如果是氧氣瓶供氧，應(yīng)關(guān)閉氧氣瓶閥門，旋松氧氣減壓器調(diào)壓螺絲。

2.手工氣割時(shí)經(jīng)常遇到的一些故障和排除方法

（1）火焰的故障。

不起燃：其主要原因是割炬中沒有燃燒氣體，或者是氧氣的壓力太大，乙炔壓力太小。排除時(shí)要首先檢查導(dǎo)氣管是否漏氣或堵塞；并檢查壓力表是否失靈，指示的壓力是否正常。如發(fā)現(xiàn)有堵塞、漏氣等情況，應(yīng)關(guān)閉氣閥，修理后再重新點(diǎn)燃火焰。

冬天乙炔管里面的水因凍結(jié)可能堵塞膠管，放室內(nèi)暖化后用氧氣吹除。用氧氣吹過的乙炔管道內(nèi)存有氧氣，與乙炔氣混合見火會(huì)爆炸，應(yīng)多放一會(huì)兒乙炔氣后再點(diǎn)燃。

（2）燃燒不良。多因氣體壓力不足或割嘴堵塞而造成，應(yīng)熄滅火焰，檢查氣瓶的壓力，用通針仔細(xì)地清理預(yù)熱火焰的嘴孔，必要時(shí)拆開割炬徹底清理或更換割嘴，然后重新點(diǎn)火。

在冬天時(shí)還應(yīng)檢查減壓器，如發(fā)現(xiàn)有凍結(jié)現(xiàn)象，應(yīng)用熱水浸透減壓器以解凍，并擦干水分。如因割嘴上的倒順螺母松脫而造成，則用扳手將螺母旋緊。如因割嘴孔眼嚴(yán)重?fù)p壞而造成，則應(yīng)更換割嘴。如因崩裂的飛濺物質(zhì)或氧化鐵末阻塞出氣孔，應(yīng)用通針清理嘴孔。

（3）回火或割嘴發(fā)生爆裂聲。因氧氣壓力過低或割炬受熱溫度太高而造成，應(yīng)立即關(guān)閉割炬上的閥門，復(fù)查氧氣瓶中的氧氣容量，必要時(shí)換用滿瓶，或把割炬頭部浸入冷水中冷卻片刻。如因噴嘴離工件表面太近而造成，則應(yīng)重新調(diào)整到正確的距離上。如因割嘴旋得不緊而造成割嘴螺絲處的著火，要用扳手?jǐn)Q緊螺絲。

（4）氣割氣流的故障。出現(xiàn)氣割的氣流分散不集中，主要原因是由于割嘴孔被阻塞或氣割氣流噴射速度太低，可用清理割嘴和提高氧氣壓力的辦法解決。

（5）材料本身的故障。材料的可割性惡劣：如因鋼材含碳量過高，或含有對(duì)氣割過程不利影響的各種合金元素（如含有鉬、鉻和鋁等）而造成。對(duì)于含碳量在2%以上的鋼材，均要經(jīng)過預(yù)熱，才能進(jìn)行氣割。

（6）氣割發(fā)生中斷。如果由于材料內(nèi)部存在夾層缺陷而造成，則試以相反方向重新開始?xì)飧睢Ｈ缫驓飧钏俣冗^高所造成，應(yīng)放慢氣割速度。

三、手工氣割的實(shí)例

1.型材的氣割

根據(jù)型材放置的各種位置，有不同的氣割順序。割嘴要正對(duì)氣割線，有時(shí)要有一定的前后傾角。下面通過示意圖來表示常用的一些方法。

（1）角鋼的氣割。如果角鋼是平放位置，原則上先割平面，然后從下往上割垂直邊。如果是扣放位置，則從右往左割。見圖6-28，圖中剖面線方向表示割嘴的傾角方向。

圖6-28　角鋼的氣割

（2）槽鋼的氣割。如圖6-29所示。當(dāng)氣割將近結(jié)束時(shí)，應(yīng)事先估計(jì)到割斷的瞬間，槽鋼是否會(huì)傾倒，要特別注意安全。

圖6-29　槽鋼的氣割

（3）工字鋼的氣割。如圖6-30所示。工字鋼和槽鋼的氣割往往要遇到上挑的動(dòng)作，在不可能割透的部位要傾斜割嘴，并要稍微抬高一點(diǎn)，不使其產(chǎn)生較深的溝槽。滑過該部位后，繼續(xù)將其割透，向前接著氣割。

圖6-30　工字鋼的氣割

（4）圓鋼的氣割。首先應(yīng)選擇型號(hào)合適的割炬，清理好割嘴，需要?dú)怏w流量很大時(shí)，可以同時(shí)用兩個(gè)氧氣瓶、兩個(gè)乙炔瓶，用細(xì)圓管自制兩個(gè)三通管，分別匯集后供給一把大號(hào)割炬。當(dāng)圓鋼直徑不大時(shí)，可以從一側(cè)向另一側(cè)移動(dòng)，一次割斷。氣割時(shí)，不要急于起割，在起割處垂直于圓鋼表面加熱，先使圓鋼的側(cè)面被預(yù)熱到足夠的溫度后，逐漸打開氣割氧，同時(shí)將割嘴從水平方向轉(zhuǎn)成垂直方向，逐漸旋開高壓氧，加大風(fēng)線長(zhǎng)度，當(dāng)圓鋼被割透就向前移動(dòng)割嘴，氣割時(shí)，割炬可以采用鋸齒形橫向擺動(dòng)，直至全部割斷，見圖6-31中的氣割步驟1、2、3。當(dāng)圓鋼直徑較大時(shí)，一次很難割透，這時(shí)就應(yīng)該根據(jù)情況，采用分成二瓣或分成三瓣等多瓣氣割法，但分瓣割出的斷口質(zhì)量不及一次割出的好，如圖6-31所示。氣割時(shí)可以將厚棉墊鋪在圓鋼上，操作者騎在圓鋼上進(jìn)行。由于氣割時(shí)間較長(zhǎng)，又無法在氣割中中斷切割，要有足夠的身體準(zhǔn)備。

圖6-31　圓鋼的氣割

2.薄鋼板的氣割

采用普通手割方法氣割厚度為3～4mm的鋼板是比較困難的，這是由于鋼板很薄，割縫寬度過小，氧化渣不易吹凈，在割縫的下緣形成了難以鏟除掉的熔化金屬滴和熔渣。這些殘存的氧化鐵渣往往阻礙氣割縫的斷開。若預(yù)熱火焰控制不當(dāng)，會(huì)使鋼板過分受熱，產(chǎn)生較大變形，而割縫兩側(cè)熔化的鋼液在割嘴后方又融合在一起凝固，形成斷不開的現(xiàn)象。

為了獲得薄鋼板氣割的良好效果，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）選用G01-30型號(hào)割炬的小號(hào)割嘴；

（2）預(yù)熱火焰能率要控制得小一些；

（3）割嘴離工件表面距離應(yīng)保持在10～15mm左右。

（4）割嘴保持后傾30°～45°。

（5）氣割速度要盡可能快。

（6）氣割過程連續(xù)完成，避免中斷。

也可以將薄鋼板夾在兩塊8mm厚的鋼板之間，中間疊放多層薄鋼板，一起鉆孔后，用螺栓將鋼板緊固在一起。在起割線旁邊廢棄處鉆通孔以方便起割。

3.厚鋼板的氣割

由于鋼板較厚，上下受熱不均勻，下層金屬的熔化比上層金屬來的慢，割縫會(huì)產(chǎn)生較大的后拖量，甚至使鋼板割不透。由于氣割過程中熔渣量大，割縫的下部很容易堵塞，影響了氣割的順利進(jìn)行，為此要采取以下一些措施：

（1）選用與厚板相適應(yīng)的割炬。如G02-500型割炬。

（2）保證氣割過程有充足的氧氣供應(yīng)，不應(yīng)發(fā)生中斷。

（3）加大預(yù)熱火焰能率。割嘴要垂直于起割位置，使鋼板邊緣的棱角得到充分預(yù)熱，達(dá)到燃燒點(diǎn)后就逐漸開大氣割氧氣流，并使割嘴前傾5°～10°，待鋼板完全被割透后，進(jìn)一步加大氣割氧氣流，割嘴再改變?yōu)榇怪蔽恢谩?/P>

（4）割嘴向前移動(dòng)時(shí)始終保持垂直。割嘴與鋼板的距離在3～10mm，在保持最佳氣割速度的前提下，割嘴也可同時(shí)作均勻的橫向月牙形或鋸齒形擺動(dòng)。

起割前后的狀態(tài)如圖6-32所示。圖（a）表示對(duì)于厚度大于50mm的厚板，首先將割嘴置于割件邊緣，并沿切割方向后傾10°～20°，待割件邊緣加熱到紅色時(shí)，將割嘴轉(zhuǎn)為垂直于割件表面繼續(xù)加熱，見圖（b）。圖（c）表示正常氣割時(shí)的割縫。

圖（d）表示還未割透就往前走，造成未割透而無法繼續(xù)向前進(jìn)行。

圖（e）的左上角表示預(yù)熱時(shí)只加熱上面不加熱側(cè)面，是不正確的預(yù)熱，無法割透鋼板。圖（e）的右邊表示起頭未割透就向前移動(dòng)割嘴，造成未割透。

圖（f）表示在前進(jìn)時(shí)，割炬的之字形橫向擺動(dòng)。

圖6-32　厚鋼板的起割

（5）在氣割過程中盡量避免發(fā)生中斷。但遇到割不透現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)立即停止氣割，選擇割線的另一端重新起割。

（6）氣割臨近終點(diǎn)時(shí)，速度應(yīng)緩慢降低，并使割嘴逐漸后傾5°～10°，使鋼板能完全被割斷。

氣割厚度為50～300mm鋼板時(shí)，氧氣和乙炔壓力的選擇可參見表6-5。

表6-5　50～300mm厚鋼材手工氣割氧氣和乙炔壓力的選擇

本章小結(jié)

鉚工、白鐵工、維修鉗工等工種經(jīng)常要操作電焊和氣割，取得電、氣焊工操作證，進(jìn)行簡(jiǎn)單的電、氣焊操作是十分必要的。本章介紹最基本的手工電弧焊和手工氣割技術(shù)，內(nèi)容力求實(shí)用，所以詳細(xì)地介紹了設(shè)備實(shí)用方法和實(shí)際操作手法，相信依所述程序進(jìn)行操作，必會(huì)逐漸掌握電焊、氣割所用設(shè)備的操作方法和基本操作技術(shù)。

手工電弧焊機(jī)實(shí)際上就是變壓器，將網(wǎng)電壓變?yōu)榈碗妷骸⒋箅娏鞯暮附与娏鳎�其特點(diǎn)是短路時(shí)電流不會(huì)太大。根據(jù)所述內(nèi)容可以很容易地判斷出電焊機(jī)的類型，并會(huì)粗調(diào)和細(xì)調(diào)焊接電流。焊接和氣割時(shí)，正確的操作是很必要的，包括如何往氣瓶上安裝減壓器、如何安裝膠管、如何檢查焊炬和割炬的射吸能力、如何應(yīng)對(duì)回火等。通過介紹厚板、圓鋼等的氣割方法，讀者可以掌握一些技巧，達(dá)到舉一反三的目的。

目前，CO2焊應(yīng)用十分廣泛，由于其操作專業(yè)性強(qiáng)，鉚工掌握比較困難，本書未做介紹，相關(guān)內(nèi)容請(qǐng)查閱其他焊接書籍。