4.2 氣焊焊接工藝
4.2.1 氣焊焊接工藝參數的選擇
焊接工藝參數指焊接時，為保證焊接質量而選定的各項參數的總稱。氣焊的焊接工藝參數包括焊絲直徑、火焰性質、火焰能率、焊嘴傾斜角和焊接速度等。
（1）焊絲直徑的選擇
焊絲的直徑應根據焊件的厚度、坡口的形式、焊縫位置、火焰能率等因素確定。焊絲直徑常根據焊件厚度初步選擇，試焊后再調整確定（見表4-4）。
表4-4 碳素鋼氣焊時焊件厚度與焊絲直徑的關系 mm
在火焰能率一定時，如果焊絲過細，則焊接時往往在焊件尚未熔化時焊絲已熔化下滴，這樣，容易造成熔合不良和焊波高低不平、焊縫寬窄不一等缺陷；如果焊絲過粗，則熔化焊絲所需要的加熱時間就會延長，同時增大了對焊件的加熱范圍，使焊接熱影響區增大，容易造成組織過熱，降低焊接接頭的質量。
在多層焊時，第一、第二層應選用較細的焊絲，以后各層可采用較粗的焊絲。一般平焊應比其他焊接位置選用粗一號的焊絲，右焊法比左焊法選用的焊絲要適當粗一些。
（2）火焰性質和火焰能率的選擇
①火焰性質的選擇。火焰性質即氣焊火焰的種類，分為氧化焰、碳化焰和中性焰三種。應根據焊接材料的種類和性能選擇火焰種類。由于氣焊焊接質量和焊縫金屬的強度與火焰性質有很大的關系，因此在整個焊接過程中應不斷地調節火焰成分，保持火焰的性質，從而獲得質量好的焊接接頭。不同金屬材料的氣焊所采用氣焊火焰種類見表1-1。
②火焰能率的選擇。火焰能率指單位時間內可燃氣體的消耗量，單位為L/h。火焰能率的物理意義是單位時間內可燃氣體所提供的能量。
火焰能率的大小是由焊炬型號和焊嘴號碼大小來決定的。焊嘴號越大火焰能率也越大。所以火焰能率的選擇實際上是確定焊炬型號和焊嘴號碼。
火焰能率的大小主要取決于氧、乙炔混合氣體中，氧氣的壓力和流量及乙炔的壓力和流量。流量的粗調通過更換焊炬型號和焊嘴號碼實現；流量的細調通過調節焊炬上的氧氣調節閥和乙炔調節閥來實現。
火焰能率應根據焊件的厚度、母材的熔點和導熱性及焊縫的空間位置來選擇。如焊接較厚的焊件、熔點較高的金屬、導熱性較好的銅、釩及其合金時，就要選用較大的火焰能率，才能保證焊件焊透；反之，在焊接薄板時，為防止焊件被燒穿，火焰能率應適當減小。平焊縫可比其他位置焊縫選用稍大的火焰能率。
在實際生產中，在保證焊接質量的前提下，應盡量選擇較大的火焰能率。焊炬型號和焊嘴號碼與焊接鋼板的厚度之間的關系見表4-5。
表4-5 射吸式焊炬型號和焊嘴號碼與焊接鋼板的厚度之間的關系
（3）焊嘴傾斜角的選擇
焊嘴的傾斜角是指焊嘴中心線與焊件平面之間的夾角α，如圖4-9所示。焊嘴傾斜角的大小主要是根據焊嘴的大小、焊件的厚度、母材的熔點和導熱性及焊縫空間位置等因素決定的。當焊嘴傾斜角大時，因熱量散失少，焊件得到的熱量多，升溫就快；反之，熱量散失多，焊件受熱少，升溫就慢。
圖4-9 低碳鋼氣焊時焊嘴的傾斜角與焊件厚度的關系
一般低碳鋼氣焊時，焊嘴的傾斜角與焊件厚度的關系詳見圖4-10。一般來說，在焊接工件的厚度大、母材熔點較高或導熱性較好的金屬材料時，焊嘴的傾斜角要選得大一些；反之，焊嘴傾斜角可選得小一些。
焊嘴的傾斜角在氣焊的過程中還應根據施焊情況進行變化。如在焊接剛開始時，為了迅速形成熔池，采用焊嘴的傾斜角為80°～90°；當焊接結束時，為了更好地填滿弧坑和避免焊穿或使焊縫收尾處過熱，應將焊嘴適當提高，焊嘴傾斜角度逐漸減小，并使焊嘴對準焊絲或熔池交替地加熱。
在氣焊過程中，焊絲對焊件表面的傾斜角一般為30°～40°，與焊嘴中心線的角為90°～100°，如圖4-10所示。
圖4-10 焊嘴與焊絲的相對位置
（4）焊接速度的選擇
在保證焊接質量的前提下，盡量提高焊接速度，以減少焊件的受熱程度并提高生產率。一般說來，對于厚度大、熔點高的焊件，焊接速度要慢，以避免產生未熔合的缺陷；而對于厚度薄、熔點低的焊件，焊接速度要快，以避免產生燒穿和使焊件過熱而降低焊接質量。
4.2.2 氣焊焊接工藝過程
氣焊工藝過程包括焊前準備、確定焊接工藝參數、定位焊、焊前預熱、焊接方法、焊接順序以及焊后處理等。此外，氣焊的工藝過程還應包括焊后對焊縫的檢驗、試驗及驗收等。
（1）焊前準備
①焊前清理。應根據被焊工件的材質和批量，確定焊件坡口的清理方法。一般批量小的焊件可采用機械清理；批量大的焊件應選用化學清理。
②根據被焊工件的材質選擇焊絲和氣焊熔劑。
③根據設計要求對焊接接頭進行坡口加工并進行組對。
（2）確定焊接工藝規范
①根據被焊件的材質及厚度、正確選擇氣焊火焰性質、火焰能率、焊炬的型號、焊嘴號碼、氧氣和乙炔的壓力、焊絲牌號、焊絲直徑、氣焊熔劑牌號和焊接速度等。
②為固定焊接的相對位置和防止焊件變形，對組對好的焊件進行定位焊。在定位焊時應確定定位焊的長度和間距及定位焊的注意事項。
③對焊前需要預熱的焊件，應明確預熱溫度范圍。
④選擇焊接的起止點。在焊接過程中，應明確氣焊的焊接方法（左向焊或右向焊）、焊接順序和基本操作方法及各種空間位置的焊接操作要點。
⑤焊后處理。需焊后熱處理的焊件，應在焊接工藝規范中說明加熱和保溫的溫度、方法、時間和冷卻方式等；對焊后需作表面處理的焊件，應明確表面處理的方法，如油漆、電鍍和氧化發黑等。
4.2.3 定位焊
為裝配和固定焊件接頭的位置而進行的焊接稱為定位焊。在氣焊施焊前必須對焊件進行定位焊，以保證焊件的裝配關系和坡口尺寸。
（1）薄板定位焊
薄板定位焊如圖4-11所示。定位焊縫的長度為5～7mm，間隙為50～100mm。為防止變形，應注意正確的定位焊接順序。
圖4-11 薄板定位焊順序
（2）較厚板定位焊
對于較厚的板，定位焊焊縫的長度為20～30mm，間距為200～300mm，較厚板定位焊一般應從兩端開始向中間進行，如圖4-12所示。
圖4-12 較厚板定位焊順序
（3）定位焊注意事項
①氣焊定位焊時，使用的焊接規范和焊工操作技術的熟練程度，應與正式焊縫的氣焊完全一樣。
②在定位焊時容易產生未焊透的現象，當發現定位焊縫有缺陷時，應將其除去并重新焊接。
③如果焊件需預熱，應加熱到規定溫度后進行定位焊。
④不能在焊縫交叉處和方向急劇變化處進行定位焊，應離開上述位置50mm左右距離。
⑤為防止開裂，應盡量避免強行組裝后進行定位焊。