第七节焊炬

第七节焊炬、割炬等附件的构造、工作原理和安全要求一、焊炬(一)焊炬的作用和分类焊炬又称焊枪，是气焊操作的主要工具。焊炬的作用是将可燃气体和氧气按一定比例均匀地混合，以一定的速度从焊嘴喷出，形成一定能率、一定成分、适合焊接要求和稳定燃烧的火焰。焊炬的好坏直接影响气焊的焊接质量，因而要求焊炬应具有良好的调节氧气与可燃气体的比例和火焰能率的性能，使混合气体喷出的速-度等于或大于燃烧速度，以使火焰稳定地燃烧。同时还要求焊炬的重量要轻，使用时应操作方便、安全可靠。焊炬按可燃气体与氧气的混合方式分为等压式和射吸式两类；按尺寸和重量分为标准型和轻便型两类；按火焰的数目分为单焰和多焰两类；按可燃气体的种类分为乙炔、氢气、汽油等类；按使用方法分为手用和机械两类。等压式焊炬可燃气体的压力和氧气的压力是相等的，因此称等压式。等压式焊炬的优点是不易发生回火，但等压式焊炬不能用于低压乙炔，因而限制了它的使用，所以目前等压式焊炬很少采用。而射吸式焊炬，乙炔的流动主要依靠射吸作用(即氧气从喷嘴口快速射出，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)，所以不论使用低压乙炔或中压乙炔，都能使焊炬正常工作。目前国产的焊炬均为射吸式，国产焊炬的主要技术数据详见表2—9。表2—9射吸式焊炬的主要技术数据焊炬型号H01-6H01-12H01-20H02-1焊嘴号123451234512345123码焊嘴孔径(mm0.91.01.11.21.31.41.61.82.02.22.42.62.83.03.20.50.70.9)氧气压力(MP0.20.250.30.350.400.40.450.50.60.70.60.650.70.750.80.10.150.2a)乙炔压力(M0.001~0.10.001~0.10.001~0.10.001~0.1Pa)氧气消耗量0.150.200.240.280.370.370.490.650.861.101.251.451.651.952.250.016~0.0180.045~0.050.10~0.12(m3／h)乙炔消17024028033043043058078010512115017020023026020~2255~65110~130耗量(L／h)0000000焊1234567891111110.20.40.7接厚度(mm)~2~3~4~5~6~7~8~9~100~120~122~144~166~188~20~0.4~0.7~1.0(二)射吸式焊炬的构造和工作原理图2—22所示为目前使用较广的H01-6射吸式焊炬，它主要由主体、乙炔调节阀、氧气调节阀、喷嘴、射吸管、混合气管、焊嘴、手柄、乙炔管接头和氧气管接头等部分组成。图2—22H01-6型焊炬的构造1—焊嘴2—混合气管3—射吸管4—射吸管螺母5—乙炔调节阀6—乙炔进气管7—乙炔管接头8—氧气管接头9—氧气进气管10—手柄11—氧气调节阀12—主体13—乙炔阀针14—氧气阀针15—喷嘴H01-6型焊炬的主体由黄铜(HPb59-1)制成。在手柄下侧装有氧气调节阀及其阀针和喷嘴，在手柄前端装有乙炔调节阀及其阀针。旋拧上述调节阀，可使阀针前后位置移动，从而控制氧气或乙炔的开放和关闭，同时也调整了流量，以便控制焊接火焰的能率。喷嘴是根据射吸式原理，将氧气和乙炔按一定比例混合，并以一定流速从射吸管射出，然后进入混合气管再从焊嘴喷出。射吸管用射吸管螺母紧固在焊炬主体的左侧，焊嘴通过螺纹连接旋紧在混合气管的前端。混合气管与射吸管采用银钎料钎焊。乙炔进气管和氧气进气管也采用银钎料钎焊连接在主体的右上侧，并在进气管的另一端焊上气管接头，供连接橡皮气管用。使用H01-6型焊炬，打开氧气调节阀，氧气立即从喷嘴快速射出，这样，在喷嘴的外围形成真空，即产生负压和吸力。这时再打开乙炔调节阀，乙炔就会聚集在喷嘴的外围。由于氧气射流的负压作用，喷嘴外围的乙炔很快被氧气吸入射吸管、进入混合气管再从焊嘴喷出。H01-6型焊炬利用射吸作用，使高压(0．1～0．8MPa)氧与压力较低(0．001～0．1MPa)的乙炔均匀地按一定比例混合(体积比约为1：1)，并以相当高的流速喷出。无论是低压乙炔，还是中压乙炔都能保证焊炬的正常工作。图2—23所示为H02-1型换管式微型焊炬。它是一种特殊用途的焊炬，主要适用于焊接较薄的和低熔点的金属，能焊接0．2～1mm的板材。图2—23H02-1型换管式微型焊炬的构造1—换管2—混合气管3—射吸管4—喷嘴5—射吸管螺母6—氧气调节阀7—手捏管8—氧气管接头9—乙炔管接头10—乙炔调节阀11—乙炔阀针12—主体13—氧气阀针H02-1型换管式微型焊炬的构造和工作原理基本上和H01-6型焊炬相同，主要区别是采用换管形式来更换焊嘴。焊炬备有三个焊嘴，可以根据不同的板厚来选择适当的焊嘴及混合气管的射吸管。焊炬还备有专门的通针，供通畅焊炬通道使用。(三)焊炬的安全使用1．使用焊炬时应注意的事项(1)使用前必须检查其射吸情况。先将氧气橡皮管紧接在氧气接头上，使焊炬接通氧气。此时先开启乙炔调节阀手轮，再开启氧气调节手轮，用手指按在乙炔接头上，如果手指感到有一股吸力，则表明射吸作用正常。如果没有吸力，甚至氧气从乙炔接头中倒流出来，则说明没有射吸能力，必须进行修理，否则严禁使用。(2)焊炬射吸检查正常后，再把乙炔橡皮管接在乙炔接头上。一般要求氧气进气接头必须与氧气橡皮管连接牢固，即用卡箍或退火的铁丝拧紧。而乙炔进气接头与乙炔橡皮管应避免连接太紧，以不漏气并容易插上和容易拔下为准。同时应检查其它各气体通道、各气体调节阀处和焊嘴处是否正常和漏气。(3)上述检查合格后才能点火。点火时应把氧气调节阀稍微打开，然后打开乙炔调节阀。点火后应立即调整火焰，使火焰达到正常形状。如果调整不正常或有灭火现象，应检查是否漏气或管路堵塞，并进行修理。点火时也可以先打开乙炔调节阀，点燃乙炔并冒烟灰，此时立即打开氧气调节阀调节火焰。这种点火方法可避免点火时的鸣爆现象，而且在送氧后一旦发生回火便立即关闭氧气，防止回火爆炸，这种点火方法还能较容易地发现焊炬是否堵塞等毛病，其缺点是稍有烟灰，影响卫生，但有利于安全操作。(4)停止使用时，应先关闭乙炔调节阀，然后再关闭氧气调节阀，以防止火焰倒袭和产生烟灰。在使用过程中若发生回火，应迅速关闭乙炔调节阀，同时关闭氧气调节阀。等回火熄灭后，再打开氧气调节阀，吹除残留在焊炬内的余焰和烟灰，并将焊炬的手柄前部放在水中冷却。(5)在使用过程中，如发现气体通路或阀门有漏气现象，应立即停止工作，消除漏气后，才能继续使用。(6)焊炬各气体通路均不得沾染油脂，以防氧气遇到油脂而燃烧爆炸。再者，焊嘴的配合面不能碰伤，以防止因漏气而影响使用。(7)焊炬停止使用后应挂在适当的场合，或拆下橡皮管将焊炬存放在工具箱内。严禁将带气源的焊炬存放在工具箱内。2．焊炬常见的故障及排除方法(1)出现“叭、叭”响声(放炮)和连续灭火现象。是因焊炬使用时间过长，乙炔中的杂质，特别是氢氧化钙等烟灰在射吸管内壁附着太厚所致。排除时用比射吸管孔径细的齐头钢丝刮除里面的烟灰，尤其是在射吸管孔端部10mm处，更要清除干净。(2)射吸能力小，火焰较小。是因氧气阀针积灰较厚或因氧气阀针弯曲和射吸管孔与氧气调节阀孔不同轴引起，应清除积灰和调直阀针。(3)没有射吸能力，同时还出现逆流现象。因射吸管孔处有杂质或焊嘴堵塞。如果焊嘴没有堵塞，应把乙炔橡皮管卸下来，用手指堵住焊嘴并开启氧气调节阀使氧气倒流，将杂质从乙炔管接头吹出。必要时可把混合气管卸下来，清除内部杂质。如果焊嘴堵塞，可用通针及砂布将飞溅物清除干净。(4)点燃后火焰忽大忽小。因氧气阀针杆的螺纹磨损，配合间隙过大，使阀针和针孔不同轴引起，须更换氧气阀针。(5)乙炔接头处倒流。主要是与氧气阀针相吻合的喷嘴松动漏气，应拧紧。(6)在焊接大型焊件或预热焊件时，出现连续灭火等现象。原因是焊嘴和混合气管温度过高或焊嘴松动。这时应关闭乙炔，将焊嘴浸入水中冷却或拧紧焊嘴，或将石棉绳用水湿润后，将焊嘴和混合气管缠绕包裹住。二、割炬割炬的作用是使氧与乙炔按比例进行混合，形成预热火焰，并将高压纯氧喷射到被切割的工件上，使被切割金属在氧射流中燃烧，氧射流并把燃烧生成的熔渣(氧化物)吹走而形成割缝。割炬是气割工件的主要工具。割炬按预热火焰中氧气和乙炔的混合方式不同分为射吸式和等压式两种，其中以射吸式割炬的使用最为普遍。割炬按其用途又分为普通割炬、重型割炬以及焊、割两用炬等。普通割炬的型号及主要技术数据详见表2—10。表2—10普通割炬的型号及主要技术数据割炬型号G01-30G01-100G01-300GD1-100结构型射吸式等压式式割嘴号码1231231234123割嘴孔0.60.8111.31.61.82.22.630.811.2径(mm)切割厚度范2~1010~2020~3010~2525~3050~100100~150150~200200~250250~3005~1010~2525~40围(mm)氧气压力(MP0.200.250.300.200.350.500.500.650.801.000.250.300.35a)乙炔压力(MPa)0.001~0.100.001~0.100.001~0.100.001~0.100.001~0.100.001~0.100.001~0.100.001~0.100.001~0.100.001~0.100.025~0.100.030~0.100.040~0.10氧0.81.42.22.2~2.73.5~4.25.5~7.39.0~10.11~1414.5~1819~26气消耗量(m3／h)8乙210240310350~400400~500500~610680~780800~1101150~121250~16炔消耗量(L／h)00000割环形梅花形和环形梅花形梅花形嘴形状(一)G01—30型割炬G01—30型割炬是常用的一种射吸式割炬，能切割2～30mm厚的低碳钢板。割炬备有三个割嘴，可根据不同板厚进行选用。1．G01—30型割炬的构造G01—30型割炬的构造详见图2—24。割炬主要由主体、乙炔调节阀、预热氧调节阀、切割氧调节阀、喷嘴、射吸管、混合气管、切割氧气管、割嘴、手柄以及乙炔管接头和氧气管接头等部分组成。G01—30型割炬的构造可分为两部分：一是预热部分，其构造与射吸式焊炬相同；二是切割部分，由切割氧气调节阀、切割氧气管以及割嘴等组成。图2—24G01—30型射吸式割炬构造1—割嘴2—切割氧气管3—切割氧调节阀4—氧气管接头5—乙炔管接头6—乙炔调节阀7—手柄8—预热氧调节阀9—主体10—氧气阀针11—喷嘴12—射吸管螺母13—射吸管14—混合气管15—乙炔阀针2．割嘴的工作原理G01—30型割炬使用的割嘴为环形割嘴，其结构详见图2—25(b)。割嘴的构造与焊嘴(图2—25(a))不同。焊嘴上混合气喷孔为一小圆孔，因此气焊火焰呈圆锥形。而割嘴上的混合气喷孔呈环形(组合式割嘴)或梅花形(整体式割嘴)，如图2—25(c)。因此，形成的气割火焰呈环状分布。图2—25割嘴与焊嘴的截面结构比较(a)焊嘴(b)环形割嘴(c)梅花形割嘴割嘴的工作原理是：气割时，先稍微开启预热氧调节阀，再打开乙炔调节阀并立即点火。然后增大预热氧流量，氧气与乙炔混合后从割嘴混合气孔喷出，形成环形预热火焰，对工件进行预热。待起割处被预热至燃点时，立即开启切割氧调节阀，使金属在氧气流中燃烧，并且氧气流将割缝处的熔渣吹掉，不断移动焊炬，在工件上形成割缝。G01—100型和G01—300型割炬的构造和工作原理与G01—300型割炬相同。区别仅在于割炬的尺寸和割嘴的大小不同。G01—100型和G01—300型割炬可分别切割10～100mm和100～300mm厚的工件。(二)GD1—100型割炬GDl—100型割炬是等压式割炬，能切割5～40mm厚的低碳钢工件。割炬备有三个割嘴，可根据不同的板厚进行选用。GD1—100型等压式割炬的构造和射吸式割炬不同，其特点是乙炔与预热氧的混合是