气焊与气割的基本原理适用范围及安全特点

气焊与气割的基本原理、适用范围及安全特点一、气焊与气割的基本原理和适用范围(一)气焊气焊是利用可燃气体与助燃气体混合燃烧的火焰去熔化工件接缝处的金属和焊丝而达到金属间牢固连接的方法。这是利用化学能转变成热能的一种熔化焊接方法。一、气焊与气割的基本原理和适用范围(一)气焊气焊是利用可燃气体与助燃气体混合燃烧的火焰去熔化工件接缝处的金属和焊丝而达到金属间牢固连接的方法。这是利用化学能转变成热能的一种熔化焊接方法。它具有设备简单、操作方便、实用性强等特点。因此，在各工业部门的制造和维修中得到了广泛的应用。气焊所用的可燃气体主要有乙炔(C2H2)、液化石油气[丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)、丙烯(C3H6)等]和氢气(H2)等。氧气(O2)为助燃气体。气焊应用的设备及工具包括氧气瓶、乙炔瓶(或乙炔发生器)、回火防止器、焊炬、减压器及氧气输送管、乙炔输送管等。这些设备器具在工作时的应用情况见图2—1。图2—1气焊应用的设备和器具1—焊丝；2—焊件；3—焊炬；4—乙炔发生器；5—回火防止器；6—氧气减压器；7—氧气橡皮管；8—乙炔橡皮管；9—氧气瓶。气焊用的焊丝起填充金属的作用，焊接时与熔化的母材一起组成焊缝金属。因此，应根据工件的化学成份、机械性能选用相应成份或性能的焊丝，有时也可用以被焊板材上切下的条料作焊丝。焊接有色金属、铸铁和不锈钢时，还应采用焊粉(熔剂)，用以消除覆盖在焊材及熔池表面上的难溶的氧化膜和其它杂质，并在熔池表面形成一层熔渣，保护熔池金属不被氧化，排除熔池中的气体、氧化物及其它杂质，提高熔化金属的流动性，使焊接顺利并保证质量和成形。气焊主要应用于薄钢板、低熔点材料(有色金属及其合金)、铸铁件、硬质合金刀具等材料的焊接，以及磨损、报废零件的补焊、构件变形的火焰矫正等。(二)气割气割是利用可燃气体与氧气混合燃烧的火焰热能将工件切割处预热到一定温度后，喷出高速切割氧流，使金属剧烈氧化并放出热量，利用切割氧流把熔化状态的金属氧化物吹掉，而实现切割的方法。金属的气割过程实质是铁在纯氧中的燃烧过程，而不是熔化过程。可燃气体与氧气的混合及切割氧的喷射是利用割炬来完成的，气割所用的可燃气体主要是乙炔、液化石油气和氢气。气割时应用的设备器具除割炬外均与气焊相同。气割过程是预热—燃烧—吹渣过程，但并不是所有金属都能满足这个过程的要求，只有符合下列条件的金属才能进行气割。(1)金属在氧气中的燃烧点应低于其熔点；(2)气割时金属氧化物的熔点应低于金属的熔点；(3)金属在切割氧流中的燃烧应是放热反应；(4)金属的导热性不应太高；(5)金属中阻碍气割过程和提高钢的可淬性的杂质要少。符合上述条件的金属有纯铁、低碳钢、中碳钢和低合金钢以及钛等。其它常用的金属材料如：铸铁、不锈钢、铝和铜等，则必须采用特殊的气割方法(例如等离子切割等)。目前气割工艺在工业生产中得到了广泛的应用。(三)气焊与气割的优缺点(1)气焊的优点是：(a)设备简单、使用灵活；(b)对铸铁及某些有色金属的焊接有较好的适应性；(c)在电力供应不足的地方需要焊接时，气焊可以发挥更大的作用。其缺点是：(a)生产效率较低；(b)焊接后工件变形和热影响区较大；(c)较难实现自动化。(2)气割的优点是：设备简单、使用灵活。其缺点是对切口两侧金属的成份和组织产生一定的影响、以及引起被割工件的变形等。二、气焊与气割的安全特点气焊与气割的主要危险是火灾与爆炸，因此，防火、防爆是气焊、气割的主要任务。气焊与气割所用的乙炔、液化石油气、氢气等都是易燃易爆气体；氧气瓶、乙炔瓶、液化石油气瓶和乙炔发生器均属于压力容器。而在焊补燃料容器和管道时，还会遇到其它许多易燃易爆气体及各种压力容器，同时又使用明火。如果焊接设备和安全装置有故障，或者操作人员违反安全操作规程进行作业等，都有可能引起爆炸和火灾事故。在气焊火焰的作用下，尤其是气割时氧气射流的喷射，使熔珠和铁渣四处飞溅，容易造成灼烫事故。而且较大的熔珠和铁渣能飞溅到距操作点5米以外的地方，引燃可燃易爆物品，从而发生火灾与爆炸。气焊与气割的火焰温度高达3200℃以上，被焊金属在高温作用下蒸发成金属蒸汽。在焊接镁、铜、铅等有色金属及其合金时，除了这些金属蒸汽之外，焊剂还散发出氯盐的燃烧产物；黄铜的焊接过程中蒸发的大量锌蒸汽，铅的焊接过程中蒸发铅和氧化铅蒸汽等有害物质。在焊补操作中，还会遇到产生其它有毒和有害气体，尤其是在密闭容器、管道内的气焊、气割操作等均会对焊接作业人员造成危害，也有可能造成焊工中毒