2012年造價(jià)工程師《技術(shù)與計(jì)量》(安裝)第二章(1)

　　第二章 安裝工程施工技術(shù)

　　第一節(jié) 切割與焊接

　　一、切割

　　切割是各種板材、型材、管材焊接成品加工過程中的首要步驟，也是保證焊接質(zhì)量的重要工序。

　　按照金屬切割過程中加熱方法的不同可以把切割方法分為火焰切割、電弧切割和冷切割三類。

　　(一)火焰切割(氧-燃?xì)馇懈睢飧?

　　其工作原理是：

　　可燃?xì)怏w與氧氣混合燃燒的火焰熱能將工件切割處預(yù)熱到一定溫度后，噴出高速切割氧流，使金屬劇烈氧化燃燒并放出熱量，利用切割氧流把熔化狀態(tài)的金屬氧化物吹掉，從而實(shí)現(xiàn)切割。

　　1. 氧一乙炔切割

　　2. 液化石油氣切割

　　3. 氫氧源切割

　　氣割過程：預(yù)熱 燃燒 吹渣過程，

　　符合下列條件的金屬采用氣割。否則應(yīng)采取其他方式。

　　(1)金屬在氧氣中的燃燒點(diǎn)應(yīng)低于其熔點(diǎn);

　　(2)氣割時(shí)金屬氧化物的熔點(diǎn)應(yīng)低于金屬的熔點(diǎn);

　　(3)金屬在切割氧流中的燃燒應(yīng)是放熱反應(yīng);

　　(4)金屬的導(dǎo)熱性不應(yīng)太高;

　　(5)金屬中阻礙氣割過程和提高鋼的可淬性的雜質(zhì)要少。

　　符合上述條件的金屬有純鐵、低碳鋼、中碳鋼和低合金鋼以及鈦等。

　　注意：

　　--鋼中隨著含碳量的增加，其熔點(diǎn)降低，燃點(diǎn)卻增高，使氣割不易進(jìn)行。

　　--對(duì)銅、鋁、不銹鋼、鑄鐵等金屬(可采用碳弧切割)，需采用特殊的氣割方法或進(jìn)行熔化切割。

　　氣割的優(yōu)點(diǎn)：

　　--設(shè)備簡(jiǎn)單、使用靈活。

　　氣割的缺點(diǎn)：

　　--對(duì)切口兩側(cè)金屬的成份和組織產(chǎn)生一定的影響，以及引起被割工件的變形等。

　　4. 氧熔劑切割

　　氧熔劑切割是在切割氧流中加入純鐵粉或其它熔劑，利用它們的燃燒熱和廢渣作用實(shí)現(xiàn)氣割的方法為氧熔劑切割。

　　(二)電弧切割

　　電弧切割按生成電弧的不同可分為：等離子弧切割、碳弧氣割。

　　1.等離子弧切割

　　等離子弧切割是一種常用的金屬和非金屬材料切割的工藝方法。它利用高速、高溫和高能的等離子氣流來加熱和熔化被切割材料。

　　2.碳弧氣割

　　電弧切割的適用范圍及特點(diǎn)為：

　　(1)在清除焊縫缺陷和清理焊根時(shí)，能在電弧下清楚地觀察到缺陷的形狀和深度，生產(chǎn)效率高，同時(shí)可對(duì)缺陷進(jìn)行修復(fù)。

　　(2)可用來加工焊縫坡口，特別適用于開U型坡口;

　　(3)使用方便，操作靈活;

　　(4)可進(jìn)行全位置操作?？梢郧謇龛T件的毛邊、飛刺、澆鑄冒口及鑄件中的缺陷;

　　(5)加工多種不能用氣割加工的金屬，如鑄鐵、高合金鋼、銅和鋁及其合金等，對(duì)有耐腐蝕要求的不銹鋼一般不采用此種方法切割。

　　(6)設(shè)備、工具簡(jiǎn)單，操作使用安全。

　　碳弧氣割可能產(chǎn)生的缺陷有：

　　夾碳、粘渣、銅斑、割槽尺寸和形狀不規(guī)則等。

　　二、焊接

　　(一)焊接的分類及特點(diǎn)

　　按照焊接過程中金屬所處的狀態(tài)及工藝的特點(diǎn)，可以將焊接方法分為熔化焊、壓力焊和釬焊三大類。

　　1.熔化焊

　　熔化焊是利用局部加熱的方法將聯(lián)接處的金屬加熱至熔化狀態(tài)而完成的焊接方法，可形成牢固的焊接接頭。

　　(1) 氣焊

　　氣焊所用的可燃?xì)怏w與氣割相同，主要有乙炔、液化石油氣(丙烷、丁烷、丙烯等)和氫氣等，氧氣為助燃?xì)怏w。

　　氣焊用的焊絲起填充金屬的作用，焊接時(shí)與熔化的母材一起組成焊縫金屬。

　　--焊絲，應(yīng)根據(jù)工件的化學(xué)成份和機(jī)械性能選用相應(yīng)成份或性能的焊絲，有時(shí)也可以用從被焊板材上切下的條料作焊絲。

　　--焊接有色金屬、鑄鐵和不銹鋼時(shí)，還應(yīng)采用焊粉(熔劑)，用以消除覆蓋在焊材及熔池表面上的難熔的氧化膜和其它雜質(zhì)，并在熔池表面形成一層熔渣，保護(hù)熔池金屬不被氧化，排除熔池中的氣體、氧化物及其它雜質(zhì)，提高熔化金屬的流動(dòng)性，使焊接順利并保證質(zhì)量和成形。

　　--氣焊主要應(yīng)用于薄鋼板、低熔點(diǎn)材料(有色金屬及其合金)、鑄鐵件和硬質(zhì)合金刀具等材料的焊接，以及磨損、報(bào)廢車件的補(bǔ)焊、構(gòu)件變形的火焰矯正等。

　　氣焊的優(yōu)點(diǎn)：

　　--設(shè)備簡(jiǎn)單(氧氣瓶、乙炔瓶、回火保險(xiǎn)器、焊炬、減壓器、氧氣、乙炔、輸送管等)使用靈活;對(duì)鑄鐵及些有色金屬的焊接有較好的適應(yīng)性;在電力供應(yīng)不足的地方需要焊接時(shí)，氣焊可以發(fā)揮更大的作用。

　　氣焊的缺點(diǎn)

　　--生產(chǎn)效率較低;焊接后工件變形和熱影響區(qū)較大;較難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

　　(2) 電弧焊

　　1) 手弧焊

　　手工電弧焊可以進(jìn)行平焊、立焊、橫焊和仰焊等多位置焊接。

　　另外由于電弧焊設(shè)備輕便，搬運(yùn)靈活，可以在任何有電源的地方進(jìn)行維修及裝配中的短縫的焊接作業(yè)。特別適用于難以達(dá)到部位的焊接。

　　--適用于各種金屬材料、各種厚度和各種結(jié)構(gòu)形狀的焊接。

　　如工業(yè)用碳鋼、不銹鋼、鑄鐵、銅、鋁、鎳及合金。

　　2) 埋弧焊

　　埋弧焊也是利用電弧作為熱源的焊接方法。埋弧焊時(shí)電弧是在一層顆粒狀的可熔化焊劑覆蓋下燃燒，電弧光不外露。埋弧有自動(dòng)埋弧焊和半自動(dòng)埋弧焊兩種方式。前者的焊絲送進(jìn)和電弧移動(dòng)都由專門的機(jī)頭自動(dòng)完成，后者的焊絲送進(jìn)由機(jī)械完成，電弧移動(dòng)則由人工進(jìn)行。埋弧焊的主要優(yōu)點(diǎn)是：

　　① 熱效率較高，熔深大，工件的坡口可較小，減少了填充金屬量;

　　② 焊接速度高，當(dāng)焊接厚度為8～10mm的鋼板時(shí)，單絲埋弧焊速度可達(dá) 50～80cm/min;

　?、?焊劑的存在不僅能隔開熔化金屬與空氣的接觸，而且使熔池金屬較慢地凝固，減少了焊縫中產(chǎn)生氣孔、裂紋等缺陷的可能性。

　　注意：

　　--由于采用顆粒狀焊劑，這種焊接方法一般只適用于平焊位置，且不能直接觀察電弧與坡口的相對(duì)位置，容易焊偏。

　　--不適于焊接厚度小于l mm的薄板。

　　--由于埋弧焊熔深大，生產(chǎn)效率高，機(jī)械化操作的程度高，因而適于焊接中厚板結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)焊縫。

　　--埋弧焊能焊的材料包括：碳素結(jié)構(gòu)鋼，低合金結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、耐熱鋼等以及某些有色金屬，如鎳基合金、鈦合金和銅合金等。

　　3) 氣體保護(hù)電弧焊(氣電焊)

　　用外加氣體作為電弧介質(zhì)并保護(hù)電弧和焊接區(qū)的電弧焊稱為氣體保護(hù)電弧焊，簡(jiǎn)稱氣電焊

　　氣電焊與其它焊接方法相比，具有以下特點(diǎn)：

　　--電弧和熔池的可見性好，焊接過程中可根據(jù)熔池情況調(diào)節(jié)焊接參數(shù);

　　--焊接過程操作方便，沒有熔渣或很少有熔渣，焊后基本上不需清渣;

　　--電弧在保護(hù)氣流的壓縮下熱量集中，焊接速度較快，熔池較小，熱影響區(qū)窄，焊件焊后變形小;

　　--有利于焊接過程的機(jī)械化和自動(dòng)化，特別是空間位置的機(jī)械化焊接;

　　--可以焊接化學(xué)活潑性強(qiáng)和易形成高熔點(diǎn)氧化膜的鎂、鋁、鈦及其合金;

　　--可以焊接薄板;

　　--在室外作業(yè)時(shí)，需設(shè)擋風(fēng)裝制，否則氣體保護(hù)效果不好，甚至很差;

　　--電弧的光輻射很強(qiáng);

　　--焊接設(shè)備比較復(fù)雜，比焊條電弧焊設(shè)備價(jià)格高。

　　氣電焊通常按照電極是否熔化和保護(hù)氣體不同，分為：

　?、?鎢極(不熔化極)惰性氣體保護(hù)焊。

　　鎢極氬弧焊接操作方式分為手工焊、半自動(dòng)焊和自動(dòng)焊三類。

　　鎢極惰性氣體保護(hù)焊具有下列優(yōu)點(diǎn)：

　　--不和金屬反應(yīng)，并自動(dòng)清除工件表面氧化膜的作用，可焊接化學(xué)活潑性強(qiáng)的有色金屬、不銹鋼、耐熱鋼等和各種合金;適用于薄板及超薄板材料焊接;

　　--可進(jìn)行各種位置的焊接，也是實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成形的理想方法。

　　不足之處是：

　　--熔深淺，熔敷速度小，生產(chǎn)率較低;

　　--其微粒有可能進(jìn)入熔池，造成污染(夾鎢);

　　--惰性氣體(氬氣、氦氣)較貴，生產(chǎn)成本較高。

　　鎢極惰性氣體保護(hù)焊所焊接的板材厚度范圍，從生產(chǎn)率考慮以3mm以下為宜。

　?、?熔化極氣體保護(hù)焊。

　　--與鎢極氣體保護(hù)焊不同的是，作為焊極的焊絲在焊接過程中熔化為液態(tài)金屬，填充在焊縫處。

　　--具備不熔化極氣體保護(hù)焊的主要優(yōu)點(diǎn)(可進(jìn)行各種位置的焊接;適用于有色金屬、不銹鋼、耐熱鋼、碳鋼、合金鋼絕大多數(shù)金屬的焊接)外，同時(shí)也具有焊接速度較快，熔敷效率較高等優(yōu)點(diǎn)。

　　③ CO2 氣體保護(hù)焊。

　　CO2 氣體保護(hù)焊屬熔化極氣體保護(hù)焊，其具有生產(chǎn)效率高、焊接變形小、適用范圍廣等特點(diǎn)。焊接時(shí)電弧為明弧焊，可見性好，采用半自動(dòng)焊接法進(jìn)行曲線焊縫和空間位置焊縫的焊接十分方便，操作簡(jiǎn)單，容易掌握，但不足之處是焊接飛濺較大，防風(fēng)能力差。

　　--CO2氣體保護(hù)焊可以焊接碳鋼和低合金鋼;

　　--從工件厚度上看，采用鋼絲短路過渡的方法，可以焊接薄板;采用粗絲熔滴過渡的方法，可以焊接中、厚板;

　　--從焊接位置上看，可以進(jìn)行全位置焊接，也可以進(jìn)行平焊、橫角焊及其他空間位置的焊接。

　　(3) 等離子弧焊

　　等離子弧焊也是一種不熔化極電弧焊，其等離子弧是自由電弧壓縮而成的，叫轉(zhuǎn)移電弧。其離子氣為氬氣、氮?dú)?、氦氣或其中二者之混合氣。等離子弧的能量集中，溫度高，焰流速度大。這些特性使得等離子弧廣泛應(yīng)用于焊接、噴涂和堆焊。

　　等離子弧焊與鎢極惰性氣體保護(hù)焊相比，有以下特點(diǎn)：

　　1)等離子弧能量集中、溫度高，對(duì)于大多數(shù)金屬在一定厚度范圍內(nèi)都能獲得小孔效應(yīng)，可以得到充分熔透，反面成形均勻的焊縫;

　　2)焊接速度比鎢極惰性氣體保護(hù)焊快;

　　3)能夠焊接更細(xì)、更薄的工件(如1mm以下極薄金屬的焊接);

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