4.2 气焊焊接工艺
4.2.1 气焊焊接工艺参数的选择
焊接工艺参数指焊接时，为保证焊接质量而选定的各项参数的总称。气焊的焊接工艺参数包括焊丝直径、火焰性质、火焰能率、焊嘴倾斜角和焊接速度等。
（1）焊丝直径的选择
焊丝的直径应根据焊件的厚度、坡口的形式、焊缝位置、火焰能率等因素确定。焊丝直径常根据焊件厚度初步选择，试焊后再调整确定（见表4-4）。
表4-4 碳素钢气焊时焊件厚度与焊丝直径的关系 mm
在火焰能率一定时，如果焊丝过细，则焊接时往往在焊件尚未熔化时焊丝已熔化下滴，这样，容易造成熔合不良和焊波高低不平、焊缝宽窄不一等缺陷；如果焊丝过粗，则熔化焊丝所需要的加热时间就会延长，同时增大了对焊件的加热范围，使焊接热影响区增大，容易造成组织过热，降低焊接接头的质量。
在多层焊时，第一、第二层应选用较细的焊丝，以后各层可采用较粗的焊丝。一般平焊应比其他焊接位置选用粗一号的焊丝，右焊法比左焊法选用的焊丝要适当粗一些。
（2）火焰性质和火焰能率的选择
①火焰性质的选择。火焰性质即气焊火焰的种类，分为氧化焰、碳化焰和中性焰三种。应根据焊接材料的种类和性能选择火焰种类。由于气焊焊接质量和焊缝金属的强度与火焰性质有很大的关系，因此在整个焊接过程中应不断地调节火焰成分，保持火焰的性质，从而获得质量好的焊接接头。不同金属材料的气焊所采用气焊火焰种类见表1-1。
②火焰能率的选择。火焰能率指单位时间内可燃气体的消耗量，单位为L/h。火焰能率的物理意义是单位时间内可燃气体所提供的能量。
火焰能率的大小是由焊炬型号和焊嘴号码大小来决定的。焊嘴号越大火焰能率也越大。所以火焰能率的选择实际上是确定焊炬型号和焊嘴号码。
火焰能率的大小主要取决于氧、乙炔混合气体中，氧气的压力和流量及乙炔的压力和流量。流量的粗调通过更换焊炬型号和焊嘴号码实现；流量的细调通过调节焊炬上的氧气调节阀和乙炔调节阀来实现。
火焰能率应根据焊件的厚度、母材的熔点和导热性及焊缝的空间位置来选择。如焊接较厚的焊件、熔点较高的金属、导热性较好的铜、钒及其合金时，就要选用较大的火焰能率，才能保证焊件焊透；反之，在焊接薄板时，为防止焊件被烧穿，火焰能率应适当减小。平焊缝可比其他位置焊缝选用稍大的火焰能率。
在实际生产中，在保证焊接质量的前提下，应尽量选择较大的火焰能率。焊炬型号和焊嘴号码与焊接钢板的厚度之间的关系见表4-5。
表4-5 射吸式焊炬型号和焊嘴号码与焊接钢板的厚度之间的关系
（3）焊嘴倾斜角的选择
焊嘴的倾斜角是指焊嘴中心线与焊件平面之间的夹角α，如图4-9所示。焊嘴倾斜角的大小主要是根据焊嘴的大小、焊件的厚度、母材的熔点和导热性及焊缝空间位置等因素决定的。当焊嘴倾斜角大时，因热量散失少，焊件得到的热量多，升温就快；反之，热量散失多，焊件受热少，升温就慢。
图4-9 低碳钢气焊时焊嘴的倾斜角与焊件厚度的关系
一般低碳钢气焊时，焊嘴的倾斜角与焊件厚度的关系详见图4-10。一般来说，在焊接工件的厚度大、母材熔点较高或导热性较好的金属材料时，焊嘴的倾斜角要选得大一些；反之，焊嘴倾斜角可选得小一些。
焊嘴的倾斜角在气焊的过程中还应根据施焊情况进行变化。如在焊接刚开始时，为了迅速形成熔池，采用焊嘴的倾斜角为80°～90°；当焊接结束时，为了更好地填满弧坑和避免焊穿或使焊缝收尾处过热，应将焊嘴适当提高，焊嘴倾斜角度逐渐减小，并使焊嘴对准焊丝或熔池交替地加热。
在气焊过程中，焊丝对焊件表面的倾斜角一般为30°～40°，与焊嘴中心线的角为90°～100°，如图4-10所示。
图4-10 焊嘴与焊丝的相对位置
（4）焊接速度的选择
在保证焊接质量的前提下，尽量提高焊接速度，以减少焊件的受热程度并提高生产率。一般说来，对于厚度大、熔点高的焊件，焊接速度要慢，以避免产生未熔合的缺陷；而对于厚度薄、熔点低的焊件，焊接速度要快，以避免产生烧穿和使焊件过热而降低焊接质量。
4.2.2 气焊焊接工艺过程
气焊工艺过程包括焊前准备、确定焊接工艺参数、定位焊、焊前预热、焊接方法、焊接顺序以及焊后处理等。此外，气焊的工艺过程还应包括焊后对焊缝的检验、试验及验收等。
（1）焊前准备
①焊前清理。应根据被焊工件的材质和批量，确定焊件坡口的清理方法。一般批量小的焊件可采用机械清理；批量大的焊件应选用化学清理。
②根据被焊工件的材质选择焊丝和气焊熔剂。
③根据设计要求对焊接接头进行坡口加工并进行组对。
（2）确定焊接工艺规范
①根据被焊件的材质及厚度、正确选择气焊火焰性质、火焰能率、焊炬的型号、焊嘴号码、氧气和乙炔的压力、焊丝牌号、焊丝直径、气焊熔剂牌号和焊接速度等。
②为固定焊接的相对位置和防止焊件变形，对组对好的焊件进行定位焊。在定位焊时应确定定位焊的长度和间距及定位焊的注意事项。
③对焊前需要预热的焊件，应明确预热温度范围。
④选择焊接的起止点。在焊接过程中，应明确气焊的焊接方法（左向焊或右向焊）、焊接顺序和基本操作方法及各种空间位置的焊接操作要点。
⑤焊后处理。需焊后热处理的焊件，应在焊接工艺规范中说明加热和保温的温度、方法、时间和冷却方式等；对焊后需作表面处理的焊件，应明确表面处理的方法，如油漆、电镀和氧化发黑等。
4.2.3 定位焊
为装配和固定焊件接头的位置而进行的焊接称为定位焊。在气焊施焊前必须对焊件进行定位焊，以保证焊件的装配关系和坡口尺寸。
（1）薄板定位焊
薄板定位焊如图4-11所示。定位焊缝的长度为5～7mm，间隙为50～100mm。为防止变形，应注意正确的定位焊接顺序。
图4-11 薄板定位焊顺序
（2）较厚板定位焊
对于较厚的板，定位焊焊缝的长度为20～30mm，间距为200～300mm，较厚板定位焊一般应从两端开始向中间进行，如图4-12所示。
图4-12 较厚板定位焊顺序
（3）定位焊注意事项
①气焊定位焊时，使用的焊接规范和焊工操作技术的熟练程度，应与正式焊缝的气焊完全一样。
②在定位焊时容易产生未焊透的现象，当发现定位焊缝有缺陷时，应将其除去并重新焊接。
③如果焊件需预热，应加热到规定温度后进行定位焊。
④不能在焊缝交叉处和方向急剧变化处进行定位焊，应离开上述位置50mm左右距离。
⑤为防止开裂，应尽量避免强行组装后进行定位焊。