氣焊與氣割

1、氣焊與氣割許坤利,hpu,,,,,,,氣焊與氣割,一 目的及要求二 氣焊與氣割設(shè)備三 氣焊訓(xùn)練四 氧氣切割訓(xùn)練五 安全操作要點(diǎn),,,,,,,一 目的及要求,1. 了解氣焊與氣割的基本概念和原理2. 熟悉氣焊與氣割的主要設(shè)備3. 掌握氣焊和氣割的基本操作4. 熟悉氣焊與氣割安全操作技術(shù),二 氣焊與氣割設(shè)備,氣焊與氣割設(shè)備包括乙炔氣瓶、氧氣瓶、減壓器、焊炬（割炬）等。1. 可燃?xì)怏w選用應(yīng)考慮的因素： （1）發(fā)熱量

2、要大。 （2）火焰溫度要高。 （3）可燃?xì)怏w燃燒消耗的氧要少。 （4）爆炸的極限范圍要小。 （5）運(yùn)輸要方便,2.氧氣和氧氣瓶 氧氣在常溫常壓下是一種無色、無味、無毒的氣體。本身不燃燒，但是一種極為活潑的助燃?xì)怏w?？膳c很多元素化合生成氧化物。氣焊氣割是利用可燃?xì)怏w和氧反應(yīng)放出的熱量作為熱源。 乙炔只有在純氧中燃燒，才能達(dá)到最高溫度。因此，用于焊接的氧氣純度要在99.5％以上。氧氣純度不夠，會(huì)明顯

3、影響燃燒效率和切割效果。,氣焊設(shè)備示意圖,氧氣瓶是貯存和運(yùn)輸高壓氧氣的容器。瓶體漆成天藍(lán)色，并漆有“氧氣”黑色字樣。氧氣瓶容量一般為40L，額定工作壓力為15MPa，因此，每瓶可裝1個(gè)大氣壓的氧氣6000L。 必須正確地保管和使用氧氣瓶，否則，有爆炸的危險(xiǎn)。禁止將氧氣瓶和乙炔瓶以及其他可燃?xì)馄?、易爆易燃物品放在一起，不得同車運(yùn)輸。禁止氧氣瓶接觸油脂，高壓氧氣與油脂等易燃物接觸，會(huì)引起自燃。 操作中氧氣瓶距離

4、乙炔發(fā)生器、明火或熱源應(yīng)大于5m。 氣瓶閥是用來開閉氧氣的閥門。,氧氣瓶,yQy-1型氧氣減壓器,減壓器的構(gòu)造: 從氣瓶來的高壓氣體進(jìn)入高壓室后，由高壓表指示壓力。 減壓器不工作時(shí)，應(yīng)放松調(diào)壓彈簧，使活門被副彈簧壓下，關(guān)閉通道，高壓氣體就不能入低壓室。 減壓器工作時(shí)，應(yīng)按順時(shí)針方向?qū)⒄{(diào)壓螺釘旋入，壓縮調(diào)壓彈簧，頂開活門，高壓氣體經(jīng)通道進(jìn)入低壓室，隨著低壓室內(nèi)氣體壓力的增加，壓迫薄膜及調(diào)壓彈簧，使活門

5、開啟度逐漸減小。當(dāng)?shù)蛪菏覂?nèi)氣體壓力達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，又會(huì)將活門關(guān)閉，低壓表指示出減壓后氣體的壓力?？刂普{(diào)節(jié)螺釘，可改變低壓室的壓力，獲得所需的工作壓力。,3.乙炔和乙炔發(fā)生器 乙炔是碳?xì)浠衔铮ㄋ追Q電石氣)，是用碳化鈣（CaC2，俗稱電石）跟水反應(yīng)而產(chǎn)生的。分子式C2H2，在常溫下是無色氣體。工業(yè)用乙炔因含有硫化氫等雜質(zhì)，故有臭味。是易燃易爆物質(zhì)。乙炔在氧氣里燃燒，最終產(chǎn)物是二氧化碳和水，同時(shí)放出大量的熱，溫度可達(dá)3000℃以上。

6、乙炔燃燒的化學(xué)方程式如下： 2C2H2＋5O2＝4CO2＋2H2O,,乙炔發(fā)生器是能使水和電石（CaC2）進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生一定壓力的乙炔氣體的裝置。按乙炔的壓力P可分為低壓式乙炔發(fā)生器（P<0.045Mpa）和中壓式乙炔發(fā)生器（P=0.045～0.15Mpa）。 乙炔是易爆氣體，當(dāng)溫度超過300℃或壓力超過0.15MPa時(shí)，遇火即會(huì)爆炸；當(dāng)乙炔與空氣或氧氣混合時(shí)，爆炸性大大增加。乙炔瓶是貯

7、存和運(yùn)輸乙炔的容器，瓶?jī)?nèi)裝有浸滿著丙酮的多孔性填料（通常用活性炭、木屑、浮石和硅藻土等混合制成），將乙炔溶解在丙酮或其它液體里、貯存在毛細(xì)管狀的物質(zhì)中，可大大降低爆炸性，使乙炔以1.5MPa的壓力安全的貯存在瓶?jī)?nèi)。乙炔瓶體漆成白色，“乙炔”字樣漆成紅色。乙炔瓶安全且衛(wèi)生，正在逐步取代乙炔發(fā)生器。,回火保險(xiǎn)器（安全瓶） 正常氣焊時(shí)，火焰在焊炬的焊嘴外面燃燒，但當(dāng)發(fā)生氣體供應(yīng)不足或管路焊嘴阻塞等情況時(shí)，火焰會(huì)進(jìn)入噴嘴沿著乙炔管路向里燃燒，

8、這種現(xiàn)象稱為回火。如果回火蔓延到乙炔發(fā)生器，就可能引起爆炸事故。回火保險(xiǎn)器就是裝在燃料氣體系統(tǒng)上的防止向燃?xì)夤苈坊驓庠椿責(zé)谋ｋU(xiǎn)裝置，一般有水封式與干式兩種。 干式回火保險(xiǎn)器如圖所示，當(dāng)回火時(shí)，高溫高壓的回火氣體從出氣口倒流人回火保險(xiǎn)器里，活門關(guān)閉，爆破橡皮膜泄壓后排入大氣。,干式回火保險(xiǎn)器,4.焊絲和焊炬,氣焊絲一般是光金屬絲，用作填充金屬并與熔化的焊件金屬一起形成焊縫。 焊炬是氣焊時(shí)用于控制氣體混合比、流量

9、及火焰并進(jìn)行焊接的工具。射吸式焊炬的構(gòu)造原理見圖。氧氣從噴嘴以很高的速度射入射吸管，將低壓乙炔吸入射吸管。,焊炬構(gòu)造示意圖,5. 氧-乙炔焰的種類、構(gòu)造和性質(zhì) 乙炔在完全燃燒后生成二氧化碳和水蒸氣，并放出大量的熱，共化學(xué)反應(yīng)式為： C2H2+2.5O2→ 2CO2+H2O+1301.85kJ/mol 可見，乙炔完全燃燒必須2.5倍的氧，由于空氣可供給一部分氧，因而由氧氣瓶供給的氧只是使

10、乙炔燃燒成一氧化碳： C2H2+O2→ 2CO+H2+450.11kJ/mol 因此，從氧氣瓶供給的氧量與乙炔量在焊炬中的比例為1:1（這個(gè)比值用β表示），此時(shí)形成的火焰叫做中性焰。但由于氧含有雜質(zhì)，因而供給焊炬的氧要比理論少多一些，即當(dāng)β = 1.1-1.2時(shí)才能形成中性焰。,通過調(diào)整混合氣體中乙炔與氧氣的比例，可獲得三種不同性質(zhì)的火焰：,（1）中性焰： 又稱正常焰，其氧氣和乙炔的混合比為1.0 ~

11、1.2。 中心焰由焰心、內(nèi)焰和外焰三部分組成。內(nèi)焰區(qū)是焰心外邊顏色較暗的一層，其溫度最高，可達(dá)3000~3200℃。 適用于焊接低碳鋼、中碳鋼、合金鋼、純銅和鋁合金等材料。（2）碳化焰： 碳化焰的氧氣和乙炔混合的體積比小于1.0。 由于氧氣較少，燃燒不完全，整個(gè)火焰比中性焰長(zhǎng)，溫度較低，最高溫度約為2700~3000 ℃。 由于有乙炔過剩，故適用于焊接高碳鋼、硬質(zhì)

12、合金，焊補(bǔ)鑄鐵等。（3）氧化焰：氧化焰的氧氣與乙炔混合的體積比大于1.2。 由于燃燒時(shí)有過剩氧氣，故燃燒比中性焰劇烈。由于對(duì)金屬熔池有氧化作用，降低了焊縫質(zhì)量，故只適用于焊接黃銅，一般不宜采用。,氧-乙炔焰的種類、構(gòu)造示意圖,三 氣焊訓(xùn)練 1. 氣焊是利用氣體火焰作熱源的焊接方法，目前最常用的是氧-乙炔焊，氧-乙炔焊是利用乙炔與氧氣混合燃燒時(shí)的火焰進(jìn)行焊接的方法。⑴ 點(diǎn)火、調(diào)節(jié)火焰與滅火 點(diǎn)火時(shí)，先微

13、開氧氣閥門，再開乙炔閥門，隨后用明火點(diǎn)燃。⑵　調(diào)節(jié)火焰 ，先根據(jù)焊件材料確定應(yīng)采用哪種氧乙炔焰，并調(diào)整到所需的那種火焰，再根據(jù)焊件厚度，調(diào)整火焰大小。⑶　滅火，應(yīng)先關(guān)乙炔，再關(guān)氧氣。2. 堆平焊波 氣焊時(shí)，通常用左手拿焊絲，右手持焊炬，兩手動(dòng)作應(yīng)協(xié)調(diào)，沿焊縫向左或向右焊接。,3.氣焊特點(diǎn) 與電弧焊相比，氣焊熱源的溫度較低，熱量分散，加熱緩慢，生產(chǎn)率低，接頭顯微組織粗大，性能較差，熱影響區(qū)較大，容

14、易引起較大的變形。但氣焊火焰易于控制，操作簡(jiǎn)便、靈活，容易實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成形。氣焊還便于預(yù)熱和后熱，不需要電源，適合在沒有電源的地方（如野外）施工。氣焊常用于薄板焊接，管子焊接，鑄鐵補(bǔ)焊，銅、鋁等有色金屬及其合金的焊接。氣焊一般適用于維修及單件薄板焊接。其實(shí)質(zhì)是一部具有符合焊接要求的特殊降壓變壓器。,,,4.氣焊工藝 (1). 接頭形式與坡口形式 氣焊常用的接頭型式有對(duì)接、角接和卷邊接頭，如圖所示。搭接和T形接用

15、得少。適宜用氣焊的工件厚度不大，因此，氣焊的坡口型式一般為I形坡口和V形坡口。,(2) 氧-乙炔焰的點(diǎn)燃 根據(jù)焊件厚度，選擇焊炬的型號(hào)和焊嘴，板緊焊嘴，接好氧氣管路，調(diào)節(jié)好氧氣瓶的輸出壓力，然后打開焊炬的調(diào)節(jié)旋鈕作射吸試驗(yàn)。若射吸試驗(yàn)合格，即接上乙炔管，并調(diào)節(jié)好乙炔壓力。 射吸試驗(yàn)合格后。還應(yīng)作泄漏試驗(yàn)，檢查各調(diào)節(jié)閥和管接頭處有無泄漏，若無泄漏，即可進(jìn)行點(diǎn)火。 點(diǎn)火時(shí)，首先稍微開啟氧氣調(diào)節(jié)閥，接著再開

16、啟乙炔調(diào)節(jié)閥，開啟程度要更小些，以免乙炔氣燃燒不充分而產(chǎn)生黑煙灰。兩種氣體在焊炬內(nèi)混合后，從焊嘴噴出，用點(diǎn)火槍即可將混合氣點(diǎn)燃。開始點(diǎn)燃時(shí)，如果氧氣壓力過大或乙炔不純，就會(huì)連續(xù)發(fā)出“叭、叭”的聲音或發(fā)生不易點(diǎn)燃的現(xiàn)象。,(3) 施焊前的準(zhǔn)備 1）在調(diào)節(jié)氧-乙炔焰的過程中，若發(fā)現(xiàn)火焰的形狀歪斜或發(fā)出“吱、吱”聲時(shí)，應(yīng)用通針將焊嘴內(nèi)的雜質(zhì)清除干凈，直至火焰正常后才可進(jìn)行焊接。 2）為保證焊接質(zhì)量，氣焊前一般應(yīng)用砂紙或鋼

17、絲刷將焊絲及焊件接頭處表面的氧化物、鐵銹及油污等臟物清除干凈。 3）起焊前，必須對(duì)起焊點(diǎn)進(jìn)行預(yù)熱。預(yù)熱時(shí)，焊嘴的傾角約為80～90°，并要使火焰在起焊處往復(fù)移動(dòng)，以保證焊接處溫度均勻升高。如果兩焊件厚度不同，火焰應(yīng)稍為偏向厚件。只有當(dāng)起焊處形成白亮而清晰的熔池時(shí)，才可進(jìn)行起焊。,4 ） 為了使被焊的兩塊金屬母材獲得正確的位置，常常需要在待施焊的焊縫上，先焊上若干條間距大致相等、長(zhǎng)度很短的焊縫，稱為定位焊。定位焊縫不宜

18、過長(zhǎng)、過寬、過高，特別是較厚的焊件，還要保證有足夠的熔深，不然會(huì)造成正式焊縫高低不平，寬窄不一和熔合不良等缺陷。 若定位焊時(shí)產(chǎn)生焊接缺陷，應(yīng)及時(shí)鏟除或修補(bǔ)。對(duì)薄板的直縫焊件，定位焊由中間向兩端進(jìn)行，定位焊長(zhǎng)度為5～7mm，間距為50～100mm。 對(duì)較厚焊件，定位焊應(yīng)由兩端向中間進(jìn)行，定位焊長(zhǎng)度為20～30mm，間距為200～300mm。,5. 選擇氣焊工藝參數(shù) 主要是火焰能率、焊絲直徑和焊嘴傾斜

19、角度。火焰能率是由焊炬型號(hào)及焊嘴號(hào)的大小決定的（表）。對(duì)一種型號(hào)的焊炬和焊嘴，還可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)火焰的大小。氣焊紫銅等導(dǎo)熱性強(qiáng)的工件，應(yīng)選用大的焊炬型號(hào)和焊嘴號(hào)；非平焊位置氣焊時(shí)，應(yīng)選用小的焊炬型號(hào)和焊嘴號(hào)。焊絲直徑是根據(jù)工件厚度選擇的，如表4-7所示。焊嘴傾角則根據(jù)工件厚度、火焰大小、焊件加熱溫度和工件材質(zhì)等確定。 焊絲的選擇：,6. 氣焊操作技術(shù) ⑴ 點(diǎn)火、調(diào)節(jié)火焰與滅火 點(diǎn)火時(shí)，先微開氧氣閥門

20、，再開乙炔閥門，隨后用明火點(diǎn)燃?！≌{(diào)節(jié)火焰 , 先根據(jù)焊件材料確定應(yīng)采用哪種氧乙炔焰，并調(diào)整到所需的那種火焰，再根據(jù)焊件厚度，調(diào)整火焰大小。 滅火時(shí)，應(yīng)先關(guān)乙炔，再關(guān)氧氣。 （2）基本焊法 氣焊時(shí)，一般用左手拿焊絲，右手拿焊炬，兩手的動(dòng)作要協(xié)調(diào)，沿焊縫向左或向右焊接。 焊接熱源從接頭右端向左端移動(dòng)，并指向待焊部分的操作法，稱為左焊法，如圖4-16所示。焊嘴軸線的投影應(yīng)與焊縫重合，與焊縫一般保持30～50&#

21、176;的夾角。左焊法主要適用于焊接厚度3mm以下的薄板和低熔點(diǎn)的金屬。這種焊法容易掌握，應(yīng)用最普遍。 焊接熱源從接頭左端向右端移動(dòng)并指向已焊部分的操作法，稱之為右焊法。這種焊法適用于焊接厚度較大、熔點(diǎn)較高的焊件。,（3）焊絲的填充 起焊時(shí)，不但要注意熔池的形成情況，還要將焊絲末端置于外層火焰下進(jìn)行預(yù)熱。當(dāng)熔池形成后，才可將焊絲送人熔池，接著將焊絲迅速提起，同時(shí)，火焰向前動(dòng)，以便形成新的熔池。待新的熔池形成后，再將被火焰預(yù)熱的

22、焊絲送如入熔池，如此循環(huán)，就形成了焊縫。在操作過程中，應(yīng)掌握好焊炬向前移動(dòng)的速度，使熔池的形狀和大小始終保持一致。氣焊厚度≤lmm時(shí)，可不填充焊絲。 （4）焊嘴傾角的選擇 焊接中，要注意掌握好焊嘴與工件的夾角α 。α大，火焰熱量散失小，工件加熱快，溫度高。當(dāng)焊接厚度大、熔點(diǎn)較高或?qū)嵝暂^好的焊件時(shí)，α要大一些。 焊接開始時(shí)，為了較快地加熱工件和迅速形成熔池，α應(yīng)大些，可取80～90°；正常焊接時(shí)，一般保持在30～

23、50°之間；當(dāng)焊接結(jié)束時(shí)，α應(yīng)適當(dāng)減小，以便更好地填滿弧坑和避免焊穿。焊嘴焊絲圖4-23 焊嘴和焊絲的擺動(dòng)方法 （5）焊嘴和焊絲的擺動(dòng) 焊接中，焊嘴和焊絲應(yīng)作均勻協(xié)調(diào)的擺動(dòng)，才能獲得優(yōu)質(zhì)、美觀的焊縫。焊嘴和焊絲的擺動(dòng)有三個(gè)方向： ①沿焊縫方向作前進(jìn)運(yùn)動(dòng)，不斷熔化焊件和焊絲而形成焊縫； ②在垂直于焊縫方向作上下跳動(dòng)； ③在焊縫寬度方向作橫向擺動(dòng)（或打圓圈運(yùn)動(dòng)）。,焊嘴和焊絲的擺動(dòng)方法及幅度，與

24、焊件的厚度、材質(zhì)、空間位置及焊縫尺寸有關(guān)。上面三種適用于厚度較大焊件的焊接和堆焊。下面一種適用于薄板的焊接。,（5）焊縫的連接 后焊焊縫與先焊焊縫連接時(shí)，應(yīng)用火焰將原熔池周圍充分加熱，待已凝固的熔池及附近的焊縫金屬重新熔化又形成熔池后，方可熔入焊絲。焊接重要焊件時(shí)，接頭處必須重疊8～10mm。 （6）收尾 焊到焊縫終端時(shí)，結(jié)束焊接的過程稱為收尾。收尾時(shí)，由于焊件溫度較高，散熱條件較差，故應(yīng)減小焊嘴的傾角和加快焊接速度，并要多

25、加焊絲，以防止熔池面積擴(kuò)大或產(chǎn)生燒穿。收尾時(shí)，還要用溫度較低的外焰保護(hù)熔池，直至熔池填滿，方可使火焰慢慢地離開熔池。總之，氣焊收尾的要領(lǐng)是：傾角小，焊速增，送絲快，熔池滿。 若出現(xiàn)熔池不清晰且有氣泡、火花飛濺加大或熔池內(nèi)金屬沸騰的現(xiàn)象，說明火焰選擇不當(dāng)，此時(shí)應(yīng)及時(shí)將火焰調(diào)節(jié)成中性焰。,四 氧氣切割訓(xùn)練 氧氣切割（簡(jiǎn)稱氣割），是指利用氣體火焰的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。使其燃燒并放出

26、熱量實(shí)行切割的方法。氣割所用的設(shè)備，除用割炬代替焊炬外，其余與氣焊相同。割炬有射吸式和等壓式兩種，射吸式割炬的構(gòu)造原理，如圖所示。割炬的割嘴有環(huán)形（組合式）和梅花形（整體式）兩種。常用割炬型號(hào)有G0l－30，“G”表示割炬，“0”表示手工，“1”表示射吸式，“30”表示氣割低碳鋼的最大厚度（以mm計(jì)）。,氧氣切割示意圖,1. 低碳鋼的氣割過程 低碳鋼的切割過程如圖所示。氣割過程氧流割口氧化物預(yù)熱火焰割嘴 （1） 預(yù)

27、熱 氣割開始時(shí)，利用氧-乙炔焰將工件切割處預(yù)熱到能發(fā)生劇烈氧化的溫度（燃點(diǎn)）約1300℃，呈黃白色。預(yù)熱火焰開始時(shí)可采用氧化焰，以縮短預(yù)熱時(shí)間，正常切割時(shí)用中性焰。 （2）燃燒 噴出高速切割氧流，使已預(yù)熱的金屬燃燒，生成氧化物。 （3） 熔化與吹除 金屬燃燒生成的氧化物以及與反應(yīng)表面毗鄰的一部分金屬被燃燒熱熔化后，再被氣流吹掉，完成切割過程。,,氣割過程,,2. 氧氣切割金屬材料必須具有的條件 （1） 金屬

28、材料的燃點(diǎn)必須低于其熔點(diǎn) 這是保證切割是在燃燒過程中進(jìn)行的基本條件。否則，金屬將先熔化，變?yōu)槿鄹钸^程，使割口過寬不整齊。 低碳鋼燃點(diǎn)為1350℃，熔點(diǎn)為1500℃，很適合切割。隨著含碳量的增加，燃點(diǎn)上升，熔點(diǎn)下降，大約含碳量超過0.7％后，燃點(diǎn)即高于熔點(diǎn)，所以，高碳鋼不適合切割。鑄鐵燃點(diǎn)高于熔點(diǎn)，而且產(chǎn)生的SiO2粘度大，流動(dòng)性差，切割氣流很難把它吹除，所以切割困難。 （2）燃燒生成的金屬氧化物的熔點(diǎn)，應(yīng)低于金屬本身的

29、熔點(diǎn)，同時(shí)流動(dòng)性要好 ， 若不具備這一條件，就會(huì)在表面形成固態(tài)氧化物，阻礙氧流與下層金屬的接觸，使切割過程不能正常運(yùn)行。例如，鋁的熔點(diǎn)為660℃，而Al2O3的熔點(diǎn)高達(dá)2050℃；鉻的熔點(diǎn)是1550℃，而Cr2O3的熔點(diǎn)則為1990℃。所以，對(duì)不銹鋼、鋁就不能用氧氣切割。 （3）金屬燃燒時(shí)能放出大量的熱，而且金屬本身的導(dǎo)熱性要低 這是為了保證下層金屬有足夠的預(yù)熱程度，使切割過程能繼續(xù)進(jìn)行。 符合以上條件的有純鐵

30、、低碳鋼、中碳鋼和普通低合金鋼。而高碳鋼、鑄鐵、高合金鋼及銅、鋁等有色金屬及合金，均難以進(jìn)行氧氣切割，必須采用其他切割方法（如等離子弧切割）。,五 安全操作要點(diǎn) ⑴ 放置氧氣瓶必須平穩(wěn)可靠，不得與其它氣瓶混在一起，距離工作地點(diǎn)和其它火源應(yīng)在5m以外；禁止撞擊氧氣瓶；嚴(yán)禁瓶口沾染油脂；防止爆曬，閥門或瓶口嚴(yán)禁火烤；氧氣不可用盡，應(yīng)留有0.1～0.2MPa的余壓。 ⑵ 乙炔瓶只能立放，瓶體表面的溫度不得超過40

31、℃ , 并嚴(yán)禁在漏氣的情況下使用。使用壓力不得超過1.47MPa，瓶?jī)?nèi)氣體不得用盡，應(yīng)根據(jù)環(huán)境溫度留有0.05～0.30MPa。 ⑶ 乙炔發(fā)生器 乙炔發(fā)生器應(yīng)放在通風(fēng)良好處，并設(shè)專人保管和使用；工作時(shí)嚴(yán)禁接近明火；工作地點(diǎn)要距乙炔發(fā)生器1mm以外；禁止敲擊和碰撞乙炔發(fā)生器；夏天要防止爆曬，冬天要防止凍結(jié)；要定期檢查和清洗。 ⑷ 減壓器 減壓器開啟時(shí)，應(yīng)先旋入調(diào)節(jié)螺釘，再緩慢打開氣瓶閥；停止工作時(shí)，也應(yīng)先松開減壓