氧乙炔氣銲設備之認識與操作
一、氣銲的設備、種類、用途、操作
氧乙炔氣和設備 (如圖09-10)
1.氧氣及氧氣瓶
(1)氧氣:氧氣為無色、無味、無臭的氣體，較空氣為重，能與大 部分的元素直接的化學變化，也就是具有氧化作用的性質；氧化劇烈時將發生光和熱，因此氧氣與油脂類接觸時，其混合氧化物非常容易發火，而爆發起火災，學習者需特別小心。氧氣通常以壓縮之型態罐裝在鋼瓶內使用，其壓力在35ﾟC的狀態時達到150kg/
。
(2)氧氣瓶:氧氣瓶本體為無縫鋼瓶製成，其厚度在5~8mm之間。氧氣瓶之尺寸和重量，(如表09-11)氣瓶上塗黑色以區別之。鋼瓶口之閥內設有安全瓣，若瓶內壓力異常到設定壓力時(約在180~200 kg/
)，為了防止鋼瓶爆炸，其中之安全片被瓶內高壓衝破，(如圖09-12)氣體將由逸氣孔流出，以確保生命財產之安全。氧氣瓶搬運時不可使其滾倒或後激烈的撞擊，避免後陽光直接照射，必須保持在40ﾟC以下，並且注意不可放置在易燃品近，(如圖09-13)。
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| 圖09-10氧乙炔設備 |
稱呼
(I)
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內容積
(I)
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直徑(mm)
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高度
(mm)
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重量
(kg)
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外徑
|
內徑
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5.000
|
33.3
|
205
|
187.0
|
1,285
|
61.0
|
6.000
|
40.0
|
235
|
216.5
|
1,230
|
71.0
|
7.000
|
47.7
|
235
|
218.0
|
1,400
|
74.5
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表09-11
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| 圖 09-12 氧氣瓶之構造 |
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| 圖 09-13 氧氣瓶保持40ﾟC |
2.乙炔氣及乙炔瓶
(1)乙炔氣：將碳化鈣（俗稱電石）與水起作用反應出乙炔氣
（C2H2）。純 乙炔氣比空氣輕，無色無臭的氣體（通常因含有硫化氫等不純物，故有惡臭），與氧氣混合燃燒時，溫度可達3600ﾟC左右。乙炔氣在低壓時非常安定，但在高壓時極不穩定，因此氣銲作業應注意限制其壓力在1.3kg/
以下。
(2)乙炔氣瓶：乙炔氣為鋼板滾製後銲接而成，在瓶底或肩部有安全熔塞的裝置，（如圖09-14）是用低熔點合金製成，當瓶內溫度超過98ﾟC時，安全熔塞會自動熔化，使瓶內乙炔氣逸出以防止鋼瓶爆炸。
目前工業界均用瓶裝乙炔氣（又稱為熔解乙炔氣），其容積有30l和50l，蓋其使用方便，搬運容易，氣體較純，無回火之虞〬熔解乙炔就是瓶內填入向海綿狀之多孔性物質（如石棉、木炭粉粒等混合乾燥物）、珪藻土、纖維等用來吸收丙酮，然後在標準的充填壓力（15.8kg/
）下灌入大量乙炔氣，被丙酮完全吸收（一大氣壓力下丙酮能熔解25倍的乙炔）。
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圖 09-14 乙炔氣瓶構造
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3.銲炬火嘴
(1)銲炬:又稱銲把或銲槍，（如圖09-15）係用以混合氣及 乙炔氣，並在前端裝置 火嘴，以便燃燒發生火焰。
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圖 09-15 銲炬和火嘴
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(2)火嘴:火最上刻有號碼，數目越大，其中之孔也越大，使用時，火焰也越大；故 在銲接時應視材料厚薄而選用。火嘴號數與母材厚度及氣體係如（表09-16）。
火嘴號碼
（JIS）
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母材厚度
（mm）
|
氣體工作壓力
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氧氣kg/
|
乙炔kg/
|
||
50
75
100
150
225
350
500
|
1.0~1.2
2.0~3.0
3.0~4.0
3.5~5.0
5.0~7.0
7.0~9.0
9.0~13.0
|
0.5~1.5
1.0~2.0
1.5~2.5
2.5~3.5
3.5~4.5
4.5~5.5
4.5~5.5
|
0.2
0.3
0.4
0.4
0.5
0.5
0.5
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表 09-16 火最號數（與母材厚度及氣體壓力之關係）
4.氧氣及乙炔之壓力調節器
(1)氧氣調節器: (如圖09-17)。其上有二個壓力錶，一個只是氧氣鋼瓶中氧氣壓力，另一個則是指使用時，經過橡皮管之氧氣壓力（亦即表示工作壓力）。順時鐘鎖緊調整螺閥示開。逆時鐘放鬆調整螺絲閥表示關，初學者切記不可弄錯。
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| 圖 09-17 氧氣壓力調節器 |
(2) 乙炔調節器（如圖09-18），其上有二個壓力錶，一個指示乙炔瓶之中乙炔壓 力，另一個則指示使用 時，經過橡皮管之乙炔壓力（亦即表示工作壓力。 調整閥之使用與氧氣調節器相同。
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圖 09-18 乙炔壓力調節器
5.橡皮管接頭及防止回火快速接頭
(1)橡皮管接頭
橡皮管接頭一端成錐度而有三級，以套入橡皮管中；另一端有螺 帽，與調節器接和。氧氣用之螺帽其螺牙為右螺紋（正牙），而乙炔用為左螺紋（反牙），且螺帽上有刻痕以資區別，(如圖09-19)。
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圖 09-19 氧乙炔左右螺紋
(2) 防止回火快速接頭
為了防止為一回火(倒然)等意外事件，通常在銲炬與壓力調節器之橡皮管接頭 處加裝防止回火快速接 頭，(如圖09-20)此種裝置只允許氣體單向輸出，而不 能逆流，使用方法(如圖19-21)。另一種乾式防止回火之 安全裝於 壓力錶二次 壓力出口處，(如圖19-22)此種安全器可100%防止回火。
圖 09-21 快速接頭使用方法
圖 09-22 乾式防止回火器安裝使用
6.橡皮管
堅韌之橡皮管其組織結構分為三大部分，中心部分的橡皮富有極佳彎曲彈性能負荷氣體的壓力，中間部分為二至三層的纖維組織，外層則為有色的堅韌橡皮保護；其外形(如圖09-23)，顏色通常分為紅色(乙炔用)與綠色(氧氣用)，整個橡皮管皆經過特別的化學處理，以防止其高度燃燒性。
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| 圖 09-23 橡皮管 |
7.其他附屬設備
(1)鋼瓶板手 用以旋開氧氣瓶與乙炔瓶之開關，逆時針旋轉為開，順時針旋轉為關，(如圖09-24)。
圖 09-24 鋼瓶板手
(2)打火器
係藉摩擦以產生火花，以供銲炬點火用，(如圖09-25)。
圖 09-25打火器
(3)護目鏡
主要遮住強光火焰光線，防止銲接飛濺之灼傷眼睛而損傷視力，(如圖09-26)。
圖 09-26護目鏡(4)皮管夾子
用以夾持橡皮管與皮管接頭，(如圖09-27)。
圖 09-27皮管夾子
(5)活動板手
裝拆調節器之用，(如圖09-28)。
圖 09-28活動板手
(6)通針
銲炬火口的氣道孔徑務必保持清潔和光滑，用火口清潔通針來擔任「清道夫」之工作，(如圖09-29)。
圖 09-29通針
二、氣銲火焰的種類、調整及用途
氧乙炔火焰，由於氧氣和乙炔氣混合之多寡，可調整成三種火焰，即碳化焰、中性焰、氧化火焰，以利各種不同金屬之銲接。
1.碳化火焰(還原焰)(Carburizing flame)
當點火時最初為乙炔火焰，(如圖09-30)此時火嘴沒有氧氣放出，故火焰為黃色且周圍帶有黑煙，然後慢慢開大氧氣閥，則黃色火焰漸漸縮短，且有白色內焰產生在火嘴前端，外圍罩一層明亮羽狀紫藍色的外焰，因其還原作用特強，一般用於銀銲或銲鉛、鋁及鋼的表面硬化之熱處理。
圖 09-30碳化焰
2.中性火焰(標準焰)(Nautral flame)
當氧氣再慢慢增加，則碳化火焰漸漸縮短，且內焰更為明顯，當中焰和內焰剛好重疊時即稱為中性焰，(如圖09-31)此時氧與乙炔支流量約為(1:1)，是一般銲接上最常用的火焰，銲接時不會使材質氧化火碳化，適用軟鋼、銅、不銹鋼等銲接。
圖 09-31中性火焰
3.氧化火焰(Oxidizing
flame)
中性焰後再繼續增加氧氣則形成氧化火焰，(如圖09-32)內焰更縮短，外焰變成明亮之淺藍色，且發出嘶嘶之聲，這種火焰不適合普通之銲接，但是可以用來銲接黃銅及加熱。
圖 09-32氧化焰
三、氣銲火嘴及銲條的選擇
火嘴大都用紫銅製成，因其有耐高溫，不生銹之特性。火嘴選用依作業者的技能、銲接母材的厚度、銲接場所、金屬的種類等而定。火嘴過小，滲透不良，需要加熱及銲接的時間長，火嘴過大時，過分氧化影響材質及汙染銲道，銲接後須加工清潔之。茲將火嘴孔徑和母材厚度使用銲條之直徑關係列於 (表09-33)，此表為日本工業規格。
銲接各種不同材質的金屬，必須選用適當的和條，使銲道材質成分保有正確的組織，一般軟鋼銲條表面鍍銅，以防止生銹；其中含碳之成份通常均高於母材。一般板金所用和條直徑為1.6mm~2mm，長度為100mm，(如圖09-34)
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銲炬種類
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火嘴號碼
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孔徑(mm)
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銲件厚度(mm)
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銲條直徑(mm)
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00號
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10
16
25
40
|
0.4
0.5
0.6
0.7
|
0.1
0.6
0.25
0.4
|
1.0
1.0
1.0
1.0
|
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小型
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50
70
100
140
200
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0.7
0.8
0.9
1.0
1.2
|
0.5
0.7
2.0
1.4
2.0
|
1.0
1.0
1.6
1.6
1.6
|
|
中型
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200
225
250
315
400
450
500
|
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
|
2.0
2.3
2.5
3.2
4.0
4.5
5.0
|
1.6
1.6
1.6
2.6
1.6或3.2
3.2
3.2
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表 09-33火嘴孔徑與銲件、銲條之配合
圖 09-34氣銲條直徑與火嘴號碼配合
平銲工作實習
一、氣銲運行方法
氣銲之走銲方法除立銲外，分為「前手銲法」和「後手銲法」
兩種技巧，但採用前手銲法居多。
1.前手銲法
是由板的接合處右端開始向左邊方向施銲，(如圖09-35)因前進的火焰具有預熱效果，銲接速度較快，而且能得到良好之滲透，一般薄板的銲接都有此法。
2.後手銲法
是由板的接合處左端開始向右邊方向施銲，(如圖09-36)通常用來銲接厚板。
3.平銲基本走銲法
(1)右手握銲炬，左手拿銲條，火嘴與母材表面成45ﾟ左右，銲條與母材表面成30ﾟ左右，(如圖09-37)。
(2)銲接前母材起銲處先預熱，預熱時火嘴內焰心尖端離母材約，5mm高度。(火焰太低時，有熄火及回火之不良現象，且將發出爆裂巨響)。
(3)當母材成白熱融化形成熔池時，將銲條填進熔少許，即刻抽回離開熔池約10mm高度；就在火焰將滴落之銲條液體與熔池充分熔化為一體之際，再將銲條以同一步驟填進和抽離熔池，如此反覆進行銲接，直至該銲到全部完成為止，走銲情形(如圖09-38)。
(4)銲炬火焰在熔池上可稍微左右或前後織動，織動範圍須視所需之熔池(銲道)寬度而定。
(5)走銲時應隨時注意熔池，務必充分熔化均勻，銲道兩側不可有銲蝕(undercut)或銲淚(overlap)等不良缺陷，並注意寬、高度和銲道直線度的一致，銲接速度和銲條填送速度則以達到上述要求為基準。
(6) 銲道將近完成時，因母材溫度升高，銲速可酌情加快少許。
(7) 銲道完成後，應清潔銲面之氧化物和銲渣。
(8)檢查銲接成品優劣，待下次銲接時改進之。銲道外觀缺陷發生之原因，(如圖09-39)
圖 09-35前手銲法 圖 09-36後手銲法
圖 09-37火嘴及銲條之角度 圖 09-38走銲情形
圖 09-39銲道外觀缺陷發生原因