1.气焊及其特点

气焊是利用可燃气体和氧气混合燃烧所产生的火焰来加热工件与熔化焊丝进行的焊接，如图3.13所示。

图3.13　气焊示意图

图3.14　气焊设备及其连接

1-氧气瓶；2-氧气减压器；3-乙炔减压器；4-回火防止器；5-乙炔软管；6-焊炬；7-乙炔瓶；8-氧气软管

气焊通常选用的可燃气体是乙炔（C2 H 2），氧气（O2）是气焊中的助燃气体。乙炔和氧气在焊炬中混合后从焊嘴喷出燃烧，将焊件与焊丝熔化形成熔池，冷却凝固后形成焊缝。气焊时气体燃烧产生大量气体（CO2、CO、H 2）笼罩熔池，起到保护作用。气焊使用不带药皮的焊丝作为填充金属。

气焊设备简单，操作灵活方便，不需要电源，但气焊温度低（最高约为3150℃）且热量较分散，工件变形大，主要用于厚度为0.5～3 mm的钢板、低熔点金属和需要预热、缓冷的工具钢的焊接以及铸铁焊补等。

2.气焊设备及器材

气焊所用的设备及管路系统连接，如图3.14所示。它是由氧气瓶、乙炔瓶、减压器和回火防止器、氧气软管、乙炔软管及焊炬组成。

1）氧气瓶是运输和贮存氧气的钢瓶。容积为40 L，贮氧最大压力为14.7 MPa（150 kgf/cm2），外表涂成天蓝色，并有黑色“氧气”字样。

2）乙炔瓶是贮存溶解乙炔的钢瓶，如图3.15所示。瓶内装有浸满丙酮的多孔填充物，丙酮对乙炔有良好的溶解能力，可以使乙炔稳定而安全地贮存在钢瓶中。在乙炔瓶阀下面的填充中心部分放着石棉绳，作用是帮助乙炔从填料中分解出来。乙炔瓶限压1.52 MPa，容积为40 L，乙炔瓶表面涂成白色，并有红色“乙炔”字样。

图3.15　乙炔瓶

图3.16　减压器

1-调压手柄；2-薄膜；3-活门；4-弹簧；5-低压表；6-高压表；7-高压室；8-低压室；9-调压弹簧

3）减压器是将高压气体降为低压气体，并保持焊接过程中压力基本稳定的装置，如图3.16所示。工作时，先缓慢打开氧气瓶或乙炔瓶阀门，然后旋转减压器调压手柄，待压力达到所需时为止。停止工作时，先松开调压手柄，再关闭氧气瓶或乙炔瓶阀门。

4）回火防止器是装在燃烧气体系统上的防止向燃气管路或气源回烧的保险装置。

5）焊炬是使乙炔和氧气按一定比例混合并获得气焊火焰的工具，如图3.17所示。工作时，先微开氧气阀后开乙炔阀，两种气体在混合管中均匀混合后从焊嘴喷出点燃。工作结束应先关闭乙炔阀，再关氧气阀。焊炬大多配有5个不同口径的焊嘴，以便焊接不同厚度的焊件。

图3.17　焊炬(www.daowen.com)

图3.18　气焊火焰

（a）中性焰；（b）碳化焰；（c）氧化焰

3.气焊火焰

气焊时通过氧气阀和乙炔阀可以改变氧气和乙炔的比例而得到三种不同的火焰：中性焰、碳化焰和氧化焰，如图3.18所示。

1）中性焰

氧气与乙炔的混合比值为1～1.2时燃烧形成的火焰，称为中性焰（又称为正常焰）。它由焰心、内焰和外焰组成。内焰温度最高可达3000℃～3200℃。焊接时应使熔池和焊丝末端处于此高温区。中性焰适合焊接碳钢和有色金属，是应用最广泛的火焰。

2）碳化焰

氧气与乙炔的混合比值小于1.0时燃烧形成的火焰，称为碳化焰（又称为乙炔焰）。碳化焰的火焰比中性焰长，最高温度2700℃～3000℃。由于氧气少燃烧不完全，火焰中含有游离碳，具有较强的还原作用和碳化作用。适合焊接高碳钢、铸铁和硬质合金等。

3）氧化焰

氧气与乙炔的混合比值大于1.2时燃烧形成的火焰，称为氧化焰。氧化焰较短，最高温度可达3100℃～3300℃。由于火焰中含有过量的氧，故对熔池有氧化作用，使用范围很窄，仅用于焊接黄铜和锡青铜。焊接这两种材料时，火焰的氧化作用会使熔池上生成一层氧化物膜，以防止锌、锡在高温时蒸发。

4.焊丝与焊剂

1）焊丝

气焊的焊丝在焊接时作为焊接填充的金属与熔化的母材一起形成焊缝。因此，焊丝的质量对焊件的性能有很大影响。焊接时常根据焊件的材料选择相应的焊丝。

2）焊剂

焊剂的作用是保护金属熔池，清除焊接过程中的熔渣，增加液态金属的流动性。焊接低碳钢时，由于中性焰本身具有保护作用，可以不用焊剂。我国气焊焊剂的牌号有CJ101（用于焊接不锈钢、耐热钢）、CJ201（用于焊接铸铁）、CJ301（用于焊接铜及铜合金）。焊剂的主要成分有硼酸（H 3 BO3）、硼砂（Na2 B4 O7）、碳酸钠（Na2 CO3）等。

5.气焊操作技术

1）点火、调节及灭火

点火时先微开氧气阀，再开乙炔阀，用明火点燃火焰。这时的火焰为碳化焰，然后逐渐开大氧气阀，调节到所需的火焰状态。灭火时应先关闭乙炔阀再关闭氧气阀，减少烟尘或以免发生回火。

2）焊接过程

平焊时，一般是右手持焊炬，左手拿焊丝，两手相互配合，沿焊缝向左（或向右）焊接。开始焊时为了尽快加热工件形成熔池，焊炬倾角要大些（80°～90°），正常焊接时焊炬倾角一般应保持在40°～50°之间，如图3.19所示。焊接结束时，为了更好地填满尾部焊坑，避免烧穿工件，焊炬倾角应适当减小（可降至20°）。

图3.19　焊炬焊丝倾角