二、中性焰 中性焰是氧与乙炔容积的比值(O2/C2H2)为1.1~1.2的混合气燃烧形成的气体火焰,中性焰在燃烧阶段既无过剩的氧又无游离的碳。当氧与丙烷容积比值(O2/C3H8)为3.5时,也可得到中性焰。中性焰有三个显著区别的区域,分别为焰芯、内焰和外焰。 (一)焰芯 中性焰的焰芯呈尖锥形,色白而明亮,轮廓清楚。焰芯由氧气和乙炔组成,焰芯外表分布有一层由乙炔分解够所生成的碳素微粒,由于炽热的碳粒发出明亮的白光,因而有明亮而清楚的轮廓。 在焰芯内部进行着阶段的燃烧。焰芯虽然很亮,但温度较低(800~1200℃),这是由于乙炔分解而吸收了部分热量的缘故。 (二)内焰 内焰主要由乙炔的不完全燃烧产物,即来自焰芯的碳和氢气与氧气燃烧的生成物一氧化碳和氢气所组成。内焰位于碳素微粒层外面,呈蓝白色,有深蓝色线条。内焰处在焰芯前2~4mm部位,燃烧最激烈,温度,可达3100~3150℃。气焊时,一般就利用这个温度区域进行焊接,因而称为焊接区。 由于内焰中的一氧化碳(CO)和氢气(H2)能起还原作用,所以焊接碳钢时都在内焰进行,将工件的焊接部位放在距焰芯2~4mm处。内焰中的气体中一氧化碳的含量约占60%~66%,氢气的含量约占30%~34%,由于对许多金属的氧化物具有还原作用,所以焊接区又称为还原区。 (三)外焰 处在内焰的外部,外焰的颜色从里向外由淡紫色变为橙黄色。在外焰,来自内焰燃烧生成的一氧化碳和氢气与空气中的氧充分燃烧,即进行第二阶段的燃烧。外焰燃烧的生成物是二氧化碳和水。 外焰温度为1200~2500℃。由于二氧化碳(CO2)和水(H2O)在高温时容易分解,所以外焰具有氧化性。 中性焰应用最广泛,一般用于焊接碳钢、紫铜和低合金钢等。 中性焰的温度是沿着火焰轴线而变化的,如图4—2所示。中性焰温度处在距离焰芯末端2~4mm的内焰的范围内,此处温度可达3150℃,离此处越远,火焰温度越低。 此外,火焰在横断面上的温度是不同的,断面中心温度,越向边缘,温度就越低。 由于中性焰的焰芯和外焰温度较低,而且内焰具有还原性,内焰不但温度还可以改善焊缝金属的性能,所以,采用中性焰焊接大多数的金属及其合金时,都利用内焰。 三、碳化焰 碳化焰是氧与乙炔的容积的比值(O2/C2H2)小于1.1时的混合气燃烧形成的气体火焰,因为乙炔有过剩量,所以燃烧不完全。碳化焰中含有游离碳,具有较强的还原作用和一定的渗碳作用。 碳化焰可分为焰芯、内焰和外焰三部分,如图4—1b所示。碳化焰的整个火焰比中性焰长而柔软,而且随着乙炔的供给量增多,碳化焰也就变得越长、越柔软,其挺直度就越差。当乙炔的过剩量很大时,由于缺乏使乙炔完全燃烧所需要的氧气,火焰开始冒黑烟。 碳化焰的焰芯较长,呈蓝白色,由一氧化碳(CO)、氢气(H2)和碳素微粒组成。碳化焰的外焰特别长,呈橘红色,由水蒸汽、二氧化碳、氧气、氢气和碳素微粒组成。 碳化焰的温度为2700~3000℃。由于在碳化焰中有过剩的乙炔,它可以分解为氢气和碳,在焊接碳钢时,火焰中游离状态的碳会渗到熔池中去,增高焊缝的含碳量,使焊缝金属的强度提高而使其塑性降低。此外,过多的氢会进入熔池,促使焊缝产生气孔和裂纹。因而碳化焰不能用于焊接低碳钢及低合金钢。但轻微的碳化焰应用较广,可用于焊接高碳钢、中合金钢、高合金钢、铸铁、铝和铝合金等材料。 四、氧化焰 氧化焰是氧与乙炔的容积的比值(O2/C2H2)大于1.2时的混合气燃烧形成的气体火焰,氧化焰中有过剩的氧,在尖形焰芯外面形成了一个有氧化性的富氧区,其构造和形状如图4—1c所示。 氧化焰由于火焰中含氧较多,氧化反应剧烈,使焰芯、内焰、外焰都缩短,内焰很短,几乎看不到。氧化焰的焰芯呈淡紫蓝色,轮廓不明显;外焰呈蓝龟,火焰挺直,燃烧时发出急剧的“嘶嘶”声。氧化焰的长度取决于氧气的压力和火焰中氧气的比例,氧气的比例越大,则整个火焰就越短,噪声也就越大。 氧化焰的温度可达3100~3400℃左右。由于氧气的供应量较多,使整个火焰具有氧化性。如果焊接一般碳钢时,采用氧化焰就会造成熔化金属的氧化和合金元素的烧损,使焊缝金属氧化物和气孔增多并增强熔池的沸腾现象,从而较大地降低焊接质量。所以,一般材料的焊接,绝不能采用氧化焰。但在焊接黄铜和锡青铜时,利用轻微的氧化焰的氧化性,生成的氧化物薄膜覆盖在熔池表面,可以阻止锌、锡的蒸发。由于氧化焰的温度很高,在火焰加热时为了提高效率,常使用氧化焰。气割时,通常使用氧化焰。 五、各种火焰的适用范围 以上叙述的中性焰、碳化焰、氧化焰,因其性质不同,适用于焊接不同的材料。不同的氧与乙炔的容积比值(02/C2H2)的混合气燃烧形成的气体火焰,对焊接质量关系很大。各种金属材料气焊时火焰种类的选择详见表4—1。 表4—1 各种金属材料气焊火焰的选择
免责声明:本商铺所展示的信息由企业自行提供,内容的真实性、准确性和合法性由发布企业负责,一比多公司对此不承担任何保证责任。
友情提醒:为保障您的利益,降低您的风险,建议优先选择商机宝付费会员的产品和服务。