乙炔气体用作焊接的原理解析

在机械制造和机械修理行业中，常常需要进行焊接和切割金属板材或其它金属件。金属的焊接大体分两种：电焊和气焊。“气焊”就是利用可燃性气体（一般用乙炔气）在氧气的条件下发生剧烈燃烧所产生的大量热量，把焊件的接头和焊条熔化融合在一起，凝固后成为一体，使工件获得牢固的接头。

氧炔焰的外形、温度及对焊缝质量的影响，与可燃气体的成分有关，也就是与乙炔和氧的配合量有关，当变化供给的氧气与乙炔的比例时，可得到三种性质的火焰，即中性焰、氧化焰与碳化焰。正常焊接时应用中性焰，供给的氧气量与乙炔量的比例：理论上为1∶1。用中性焰焊接时温度较高，焊缝性能良好。实际上为了反应完全供给的氧气量稍多一些。

由于气焊时由氧气瓶只供给一部分氧气，因之燃烧过程中乙炔火焰又与空气中的一部分氧进行了反应。典型的中性火焰明显的分成三层，由内向外各称之为焰心、内焰、外焰。焰心这是由焊嘴喷出的未燃烧的混合气体，在焰心表面开始燃烧并发生热量，这时仅靠氧气瓶供给氧气，进行不完全燃烧，因此，内焰中充满了还原性很强的CO与H2气体，它对焊接金属有还原脱氧作用，可使焊缝金属组织均匀无空隙与气泡，不含有氧化杂质。在内焰表面未完全反应的CO的H2和由空气中进入的氧气按下式进行完全燃烧。

充满着完全燃烧的CO2与H2O的外焰很好的包围着内焰，可防止熔化金属为空气氧化。由于内焰两侧发生很大热量所以内焰温度高达3100℃，而且还原性好，故焊接都在内焰中进行，使工件与焰心的距离保持2～3mm。假如所供给的氧气量比乙炔少，在还原区中乙炔未燃烧部分将分解为碳和氢，可能被熔融的金属吸收使焊缝金属增碳并吸收氢气增加气孔，这种火焰称之为碳化焰。当氧气增加时，还原区减少，还未参加反应的氧很容易氧化并降低焊缝质量。这种火焰称之为氧化焰。因为氧气供给较多，火焰燃烧速率增加，具有淡蓝色并有嘶嘶的声音。