第四章氣焊與氣割作業(yè)

1、目的要求：目的要求：1、了解、了解的基本原理和適用范圍。的基本原理和適用范圍。 2、了解常用氣體的性質(zhì)，熟練掌握其使用、了解常用氣體的性質(zhì)，熟練掌握其使用 安全要求。安全要求。 3、掌握焊炬、割距、阻火裝置及附件的結(jié)、掌握焊炬、割距、阻火裝置及附件的結(jié) 構(gòu)，熟練掌握其安全使用要求。構(gòu)，熟練掌握其安全使用要求。 4、明確、明確的安全操作。的安全操作。重點、難點：重點、難點：常用氣體的安全使用要求。常用氣體的安全使用要求。 氣焊與氣割設備的安全操作要求。氣焊與氣割設備的安全操作要求。 學方法：啟發(fā)式學方法：啟發(fā)式 課時安排：共三課時課時安排：共三課時4、氣焊用的設備及工具：氧氣瓶 、乙炔瓶（或乙炔

2、發(fā)生器） 、回火防止器、減壓器 、焊矩 、氧氣輸送管、乙炔輸送管等。這些設備器具在工作時的應用情況見圖41。 圖41 氣焊應用的設備和器具 1焊絲； 2焊件；3焊炬； 4乙炔發(fā)生器；5回火防止器； 6氧氣減壓器；7氧氣橡皮管； 8乙炔橡皮管； 9氧氣瓶。 5、氣焊用的焊絲。 作用：填充金屬。 常用氣焊絲的牌號有：H08和H08A等。 選用：根據(jù)工件的化學成分、機械性能選用不同成分或性能的焊絲，有時用被焊板材上切下的條料作焊絲。 說明：焊接有色金屬、鑄鐵和不銹鋼時，應采用焊粉。 目的：消除覆蓋在焊材及熔池表面上的難溶的氧化膜和其他雜質(zhì)，并在熔池表面形成一層熔渣保護熔池。6、氣焊主要用于焊接：薄鋼

3、板、低熔點材料（有色金屬及其合金）、鑄鐵件、硬質(zhì)合金刀具等。還用于磨損、報廢零件的補焊，構(gòu)件變形的火焰矯正等。二、氣焊與氣割的安全特點二、氣焊與氣割的安全特點氣焊與氣割的主要危險是火災與爆炸，因此，防火、防爆是氣焊、氣割的主要任務。氣焊與氣割所用的乙炔、液化石油氣、氫氣等都是易燃易爆氣體；氧氣瓶、乙炔瓶、液化石油氣瓶和乙炔發(fā)生器均屬于壓力容器。而在焊補燃料容器和管道時，還會遇到其它許多易燃易爆氣體及各種壓力容器，同時又使用明火。如果焊接設備和安全裝置有故障，或者操作人員違反安全操作規(guī)程進行作業(yè)等，都有可能引起爆炸和火災事故。 在氣焊火焰的作用下，尤其是氣割時氧氣射流的噴射，使熔珠和鐵渣四處飛濺

4、，容易造成灼燙事故。而且較大的熔珠和鐵渣能飛濺到距操作點5米以外的地方，引燃可燃易爆物品，從而發(fā)生火災與爆炸。氣焊與氣割的火焰溫度高達3200以上，被焊金屬在高溫作用下蒸發(fā)成金屬蒸汽。在焊接鎂、銅、鉛等有色金屬及其合金時，除了這些金屬蒸汽之外，焊劑還散發(fā)出氯鹽的燃燒產(chǎn)物；黃銅的焊接過程中蒸發(fā)的大量鋅蒸汽，鉛的焊接過程中蒸發(fā)鉛和氧化鉛蒸汽等有害物質(zhì)。在焊補操作中，還會遇到產(chǎn)生其它有毒和有害氣體，尤其是在密閉容器、管道內(nèi)的氣焊、氣割操作等均會對焊接作業(yè)人員造成危害，也有可能造成焊工中毒。 圖4-2 氧-乙炔火焰 (a)中性焰 (b)碳化焰 (c)氧化焰 1焰芯 2內(nèi)焰 3外焰 二、氣焊的工藝參數(shù)二

5、、氣焊的工藝參數(shù) 氣焊工藝參數(shù)包括焊絲直徑、火焰能率、焊嘴與工件的傾角、焊接速度和氣體壓力等。 1焊絲直徑的選擇焊絲的直徑應根據(jù)焊件的厚度、坡口的形式、焊縫位置、火焰能率等因素確定。在火焰能率一定時，如果焊絲過細，則焊接時焊件尚未熔化，焊絲已熔化下滴，容易造成熔合不良和焊波高低不平、焊縫寬窄不一等缺陷；如果焊絲直徑過大，則熔化焊絲所需要的加熱時間就會延長，使工件焊接熱影響區(qū)增大，降低焊接質(zhì)量。 （1）焊件厚度。 表41焊絲直徑與工件厚度的關(guān)系工作厚度(mm) 1.02.0 2.03.0 3.05.0 焊絲直徑(mm) 1.02.0 2.03.0 3.04.0 焊絲直徑與工件厚度的關(guān)系見表41

6、傾角：是指焊嘴中心線與焊件平面之間的夾角。詳見圖43。傾斜角大，熱量集中，升溫就快；反之，熱量不集中，升溫就慢。 焊嘴傾斜角的大小主要取決于焊件的厚度、母材的熔點及導熱性。焊件越厚，導熱性及熔點越高，越應采用較大的焊嘴傾斜角。相反，則采用較小的焊嘴傾斜角。 焊接碳素鋼時，焊嘴傾斜角與焊件厚度的關(guān)系如圖44圖4-4 焊嘴傾斜角與焊件厚度的關(guān)系 不同材料的焊件，選用的焊嘴傾角也不同。如：焊接導熱性較大的焊件時，焊嘴傾角為6080；焊接低熔點鋁及鋁合時，焊嘴傾角接近10。 焊嘴傾角在氣焊過程中應根據(jù)施焊情況進行變化。在焊接剛開始時，為了迅速形成熔池，采用的焊嘴傾角為8090；當焊接結(jié)束時，為了更好地

7、填滿弧坑和避免焊穿，應將焊嘴的傾斜角度逐漸減小，并使焊嘴對準焊絲或熔池交替地加熱。在氣焊過程中，焊絲對焊件表面的傾斜角一般為3040，與焊嘴中心線的角度為90100，如圖45所示。圖4-5 焊嘴與焊絲的相對位置 4焊接速度的選擇 焊接速度應根據(jù)焊工的操作熟練程度，在保證焊接質(zhì)量的前提下，盡量提高焊接速度，以減少焊件的受熱程度并提高生產(chǎn)率。一般說來，對于厚度大、熔點高的焊件，焊接速度要慢些，以避免產(chǎn)生未熔合的缺陷；而對于厚度薄、熔點低的焊件，焊接速度要快些，以避免產(chǎn)生燒穿和使焊件過熱而降低焊接質(zhì)量。 5、氣體壓力的選擇 主要來自氧氣和乙炔壓力，應選擇調(diào)整合適。 三、焊接方向圖4-6 氣焊的焊接方

8、向 a 右焊法 b 左焊法 氣焊操作是右手握焊炬，左手拿焊絲，可以向右焊（右焊法），也可向左焊（左焊法）。如圖4-6所示。 右焊法是焊炬在前，焊絲在后。這種方法是焊接火焰指向已焊好的焊縫，加熱集中，熔深較大，火焰對焊縫有保護作用，容易避免氣孔和夾渣，但較難掌握。此種方法適用于較厚工件的焊接，而一般厚度較大的工件均采用電弧焊，因此右焊法很少使用。 左焊法是焊絲在前，焊炬在后。這種方法是焊接火焰指向未焊金屬，有預熱作用，焊接速度較快，可減少熔深和防止燒穿，操作方便、適宜焊接薄板和低熔點金屬。用左焊法，還可以看清熔池，分清熔池中鐵水與氧化鐵的界線，因此左焊法在氣焊中被普遍采用。 四、操作要點 1、焊

9、炬和焊絲的擺動在焊接過程中，焊炬有三種運動，一是沿著焊接方向的移動；二是沿焊縫作橫向擺動；三是打圓圈擺動。焊絲除與焊炬同時沿焊接方向移動和沿焊縫作橫向擺動外，還有上下跳動：為了獲得優(yōu)良美觀的焊縫，焊炬和焊絲應相互配合，作如圖11所示的均勻協(xié)調(diào)的擺動。 在焊接某些有色金屬時，還要用焊絲不斷攪動熔池，促使氣體析出和各種氧化物上浮。2、起焊 起焊的注意事項如下： (1)剛開始加熱焊件時，為提高加熱速度，焊嘴與焊件之間應采用較大的傾斜角。在加熱焊件的同時，將焊絲末端伸進外焰進行預熱。 (2)待焊件加熱至熔化狀態(tài)(形成熔池)后，應立即加進焊絲。當焊絲熔滴滴入熔池后，再微微向前移動焊炬，形成新的熔池。應當

10、強調(diào)指出，在焊件加熱尚未形成熔池之前，不要過早加進焊絲；否則，焊絲熔化滴落會產(chǎn)生未融合。 (3)當兩塊鋼板厚度不相同時，火焰的主要熱量應偏向厚板方向。 3、收尾 收尾時，由于焊縫溫度較高，為防止熔池擴大，避免燒穿，此時應減小焊嘴與焊件之間的傾斜角，繼續(xù)向熔池送入焊絲熔滴，將焊縫末尾的熔池填滿后，火焰才能移開。 綜上所述，收尾的要領(lǐng)是：傾斜角小，焊速快、加絲快、慢離開。 4、火焰調(diào)節(jié) 剛點燃的火焰通常為碳化焰。然后逐漸開大氧氣閥，將碳化焰調(diào)整為中性焰，如繼續(xù)增加氧氣（或減少乙炔）就可得到氧化焰。除焊黃銅調(diào)為氧化焰，焊鑄鐵調(diào)為碳化焰外，氣焊一般都用中性焰。 5、火焰高度 焊接過程中應當用內(nèi)焰加熱焊

11、件和焊絲，一般保持焰心尖端離焊件熔池表面24。 6、焊縫接頭 焊接中途停頓后，要在焊縫停頓處重新起焊和焊接時，應用火焰把原熔池重新加熱至熔化形成新的熔池后，再填入焊絲重新開始焊接，并注意焊絲熔滴應與熔化的原焊縫金屬充分熔合。接頭時要與前焊縫重疊510mm，在重疊處要注意少加或不加焊絲。 7、 鋼板厚度不同時的火焰偏向 當兩塊鋼板厚度不相同時，火焰的主要熱量應偏向厚板方向。焊接間隙較大的焊件和薄焊件時，為防止工件燒穿，可用焊絲擋住焰心，使火焰的高溫部位不直接作用在焊件上。 表42 液化石油氣與氧氣混合氣的燃爆范圍序號液化氣在混合氣中占的體積百分數(shù)燃爆情況123456789103260671291

12、913313624351564爆聲微弱有 爆 聲有 爆 聲有 爆 聲爆聲較響爆 聲 響爆 聲 響爆 聲 響爆聲、強烈發(fā)光爆聲、強烈發(fā)光（2）石油氣易揮發(fā)，閃點低，其中的主要成分丙烷揮發(fā)點為42，閃點20，所以在低溫時，它的易燃性就是很大的。（3）石油氣燃燒的化學反應式(以丙烷為代表)為：C3H8+5O2=3CO2+4H2O+2350kJmol 若供氧不足，燃燒不充分，會產(chǎn)生一氧化碳，使人中毒，嚴重時有致命危險。 (4)氣態(tài)石油氣比空氣重(約為空氣的15倍)，易于向低處流動而滯留積聚，液化石油氣比汽油輕，能飄浮在水溝的液面上，隨水流動并在死角處聚集。 (5)液態(tài)石油氣易揮發(fā)，如果從氣瓶中滴漏出來

13、，會擴散成體積為350倍的氣體。（6）石油氣對普通橡膠導管和襯墊有腐蝕 作用，能造成膠管和襯墊的穿孔或破裂。 2、液化石油氣的安全使用要求（1）使用和儲存石油氣瓶的車間和庫房的下水道排出口，應設置安全水封；電纜溝進出口應填裝砂土，暖氣溝進出口應砌磚抹灰，防止石油氣竄入其中發(fā)生火災爆炸。（2）不得擅自倒出石油氣殘液，以防遇火成災。（3）石油氣瓶內(nèi)部的壓力與溫度成正比。所以石油氣瓶與熱源、暖氣、電等應保持 1 5m 以上的安全距離，更不許用火烤。 (4) 石油氣有一定毒性，空氣中含量很少時，人呼吸了一般不會中毒，當它的濃度較高時，就會引起人的麻醉，在濃度大于 10 的空氣中停留三分鐘后，會使人頭腦

14、發(fā)暈。 (5) 石油氣點火時，要先點燃引火物，然后打開氣閥，不要顛倒次序。 1、壓縮純氧的危險性（1）增加氧的純度和壓力會使氧化反應顯著地加劇。金屬的燃點隨著氧氣壓力的增加而降低。（2）當壓縮純氧與礦物油、油脂或細微分散的可燃物質(zhì)(碳粉、有機物纖維等)接觸時，能夠發(fā)生自燃，時常成為失火或爆炸的原因。 （3）氧幾乎能與所有可燃氣體和液體燃料的蒸氣混合而形成爆炸性混合氣，這種混合氣具有很寬的爆炸極限范圍，所以氧氣減壓表禁油。 2、使用安全要求（1）嚴禁用以通風換氣。（2）嚴禁作為氣動工具動力源。（3）嚴禁接觸油脂和有機物。（4）嚴禁用來吹掃工作服。 圖4-7 氧氣瓶1-瓶帽；2-瓶閥；3-瓶箍；4

15、-防振圈；5-瓶體；6-標識 2、乙炔瓶 乙炔瓶是一種儲存和運輸乙炔用的壓力容器。結(jié)構(gòu)如圖4-8所示。瓶體內(nèi)裝著浸滿丙酮的多孔性填料，使乙炔穩(wěn)定而又安全地儲存在乙炔瓶內(nèi)。使用時打開瓶閥，溶解于丙酮內(nèi)的乙炔就分解出來，通過瓶閥流出乙炔氣體。瓶口中心的長孔內(nèi)放置過濾用的不銹鋼絲網(wǎng)和毛氈 (或石棉)。瓶里的填料可以采用多孔而輕質(zhì)的活性炭、硅藻土、浮石、硅酸鈣、石棉纖維等。 瓶體外表面漆白色，并標注紅色的“乙炔”和“火不可近”字樣。圖 4-8 乙炔氣瓶 3、液化石油氣瓶 液化石油氣瓶的外形如圖4-9所示。一般采用16Mn及優(yōu)質(zhì)碳素鋼等薄板材料制造。氣瓶壁厚 氣瓶儲存量分別為10kg、15kg、30kg

16、等。如果用量很大，還可制造容量為1535t的大型儲罐，氣瓶漆銀灰色，并用紅色寫上“液化石油氣”字樣。圖4-9 液化石油氣瓶 瓶體最大工作壓力為156MPa，水壓試驗壓力為3MPa。（二）氣瓶發(fā)生爆炸事故的原因和安全措施 1、氧氣瓶 （1）發(fā)生爆炸事故的原因。 乙炔瓶使用時必須配合合格的乙炔專用減壓器和回火防止器。 乙炔瓶距火源應10m以上，夏日不得在烈日下暴曬，瓶溫不得超過40。 乙炔瓶運輸、存放和使用時只能直立，不能橫躺臥放。 特別要注意，乙炔瓶應輕裝輕卸，用小車輸送，嚴禁人抬、肩扛或在地上滾動。不得遭受劇烈震動或撞擊，以免填料下沉形成凈空間。 存放乙炔瓶的室內(nèi)應注意通風換氣，防止泄露的乙炔

17、氣滯留。 乙炔瓶的充灌應分兩次進行。第一次充氣后的靜置時間不少于8小時，然后再進行第二次充灌。 瓶內(nèi)氣體嚴禁用盡。 3、液化石油氣瓶 （1）液化石油氣瓶 充灌過滿，受熱時瓶內(nèi)壓力劇增。 氣瓶角閥、O形墊圈漏氣。（2）安全措施 同氧氣瓶安全措施的。氣瓶充灌必須按規(guī)定留出汽化空間，不得充灌過滿。 襯墊、膠管等必須采用耐油性強的橡膠，不得隨意更換襯墊和膠管，以防因受腐蝕而發(fā)生漏氣。 冬季使用石油氣瓶時，可在用氣過程中以低于40的溫水加熱，但嚴禁用火烤或沸水加熱，不得靠近加熱爐或暖氣片等熱源。 使用和儲存液化石油氣瓶的車間和庫房下水道的排出口，應設置安全水封。電纜溝進出口應填裝砂土，暖氣溝進出口應砌磚

18、抹灰，防止氣體竄入其中發(fā)生火災爆炸。 液化石油氣瓶內(nèi)剩余殘液應退回充氣站處理，不得自行倒出液化石油氣殘液以防遇火成災。應經(jīng)常檢查減壓器的工作性能是否正常。 4減壓器安全 要求 各種氣體專用的減壓器，禁止換用。 減壓器在專用氣瓶上應安裝牢固。采用螺紋連接時，應擰足5個螺紋以上，采用專門夾具加緊時，裝卡應平整牢靠。 同時使用兩種不同氣體進行焊接、氣割時，不同氣瓶減壓器的出口端都應各自裝有單向閥，防止相互倒灌。 禁止用棉、麻繩或一般橡膠等易燃物料作為氧氣減壓器的密封墊圈。禁止油脂接觸氧氣減壓器。 不準在減壓器上掛放任何物件。（三）氣瓶的定期檢驗和涂色 氣瓶在使用過程中必須根據(jù)國家氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程和溶

19、解乙炔瓶安全監(jiān)察規(guī)程的要求，進行定期技術(shù)檢驗。充裝無腐蝕性氣體的氣瓶，每三年檢驗一次；充裝有腐蝕性氣體的氣瓶，每兩年檢驗一次。氣瓶在使用過程中如發(fā)現(xiàn)有嚴重腐蝕損傷或有懷疑時，可提前進行檢。 乙炔瓶在使用過程中不再進行水壓試驗，只作氣壓試驗，試驗壓力為3.5 MPa，所用氣體為純度不低于90%的干燥氮氣。氣瓶的用途漆色標字的內(nèi)容標字的顏色氮黑色氮淡黃色乙炔白色乙炔大紅氫淡綠色氫大紅二氧化碳鋁白色二氧化碳黑色氧淺藍色氧黑色各種氣瓶涂的顏色和標志，見表43表43氣瓶的漆色5、工作原理： 打開氧氣調(diào)節(jié)閥，氧氣經(jīng)噴射管從噴射孔快速射出，并在噴射孔外圍形成真空而造成負壓（吸力）；再打開乙炔調(diào)節(jié)閥，乙炔即聚

20、集在噴射孔的外圍；由于氧射流負壓的作用，乙炔很快被氧氣吸入混合室和混合氣體通道，并從焊嘴噴出，形成了焊接火焰。 圖圖 410 H410 H0101-6-6型焊炬的構(gòu)造型焊炬的構(gòu)造1焊嘴 2混合氣管 3射吸管 4射吸管螺母 5乙炔調(diào)節(jié)閥 6乙炔進氣管 7乙炔管接頭 8氧氣管接頭 9氧氣進氣管 10手柄 11氧氣調(diào)節(jié)閥 12主體 13乙炔閥針 14氧氣閥針 15噴嘴 射吸式焊炬外形圖 及內(nèi)部構(gòu)造 圖411所示為H02-1型換管式微型焊炬。它是一種特殊用途的焊炬，主要適用于焊接較薄的和低熔點的金屬，能焊接021mm的板材。 圖411 H02-1型換管式微型焊炬的構(gòu)造1換管 2混合氣管 3射吸管 4噴

21、嘴 5射吸管螺母 6氧氣調(diào)節(jié)閥 7手捏管 8氧氣管接頭 9乙炔管接頭 10乙炔調(diào)節(jié)閥 11乙炔閥針 12主體 13氧氣閥針 H02-1型換管式微型焊炬的構(gòu)造和工作原理基本上和H01-6型焊炬相同，主要區(qū)別是采用換管形式來更換焊嘴。焊炬?zhèn)溆腥齻€焊嘴，可以根據(jù)不同的板厚來選擇適當?shù)暮缸旒盎旌蠚夤艿纳湮堋：妇孢€備有專門的通針。 4124121割嘴 2切割氧氣管 3切割氧調(diào)節(jié)閥 4氧氣管接頭 5乙炔管接頭 6乙炔調(diào)節(jié)閥 7手柄 8預熱氧調(diào)節(jié)閥 9主體 10氧氣閥針 11噴嘴 12射吸管螺母 13射吸管 14混合氣管 15乙炔閥針圖圖412 G0130412 G0130型射吸式割炬構(gòu)造型射吸式割炬構(gòu)造

22、 G0130型割炬使用的割嘴為環(huán)形割嘴，其結(jié)構(gòu)詳見圖413(b)。割嘴的構(gòu)造與焊嘴(圖413(a)不同。焊嘴上混合氣噴孔為一小圓孔，因此氣焊火焰呈圓錐形。而割嘴上的混合氣噴孔呈環(huán)形(組合式割嘴)或梅花形(整體式割嘴)，如圖413(c)。因此，形成的氣割火焰呈環(huán)狀分布。 圖413 割嘴與焊嘴的截面結(jié)構(gòu)比較(a)焊嘴 (b)環(huán)形割嘴 (c)梅花形割嘴（2）割嘴的工作原理： 氣割時，先稍微開啟預熱氧調(diào)節(jié)閥，再打開乙炔調(diào)節(jié)閥并立即點火。然后增大預熱氧流量，氧氣與乙炔混合后從割嘴混合氣孔噴出，形成環(huán)形預熱火焰，對工件進行預熱。待起割處被預熱至燃點時，立即開啟切割氧調(diào)節(jié)閥，使金屬在氧氣流中燃燒，并且氧氣流

23、將割縫處的熔渣吹掉，不斷移動焊炬，在工件上形成割縫。 圖圖414 GD1100型割炬的構(gòu)造型割炬的構(gòu)造 1割嘴 2割嘴接頭 3切割氧氣管 4乙炔氣管 5切割氧調(diào)節(jié)閥 6主體 7氧氣管接頭 8乙炔管接頭 9預熱氧調(diào)節(jié)閥 10預熱氧氣管1、構(gòu)造：如圖4142、特點：乙炔與預熱氧的混合是在割嘴接頭與割嘴間的空隙內(nèi)完成的。 一、從業(yè)人員要求 從業(yè)人員必須經(jīng)過安全技術(shù)培訓，持證上崗。二、作業(yè)場所要求 。 通風良好，物料擺放整齊，有照明，有通道，有滅火器材。三、作業(yè)前的準備 1、操作人員必須按規(guī)定穿戴勞動防護用品。 2、焊接場所10m以內(nèi)不得存放易燃易爆物品。 3、在禁火區(qū) 內(nèi)進行焊、割工作之前，必須到有關(guān)部門辦理動火許可證，并采取安全措施后方能工作。 4、高空作業(yè)時，必須系好安全帶。 5、禁止在輸電線路下放置乙炔瓶、氧氣瓶等氣焊設備