第二章 气焊与气割

第2章气焊与气割第二章气焊与气割第一节---气焊与气割的基本知识第二节---气焊与气割常用设备第三节---气焊与气割常用材料第四节---气焊与气割火焰及工艺参数第五节---气焊与气割第六节---气焊与气割安全第一节---气焊与气割的基本知识一、气焊与气割的基本原理和适用范围（一）气焊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）】和氢气（H2）等。氧气（O2）为助燃气体。气焊的优点：（1）设备简单、使用灵活（2）对铸铁及某些有色金属的焊接有较好的适应性（3）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气焊的缺点：（1）生产效率较低（2）焊接后工件变形和热影响区较大（3）较难实现自动化（二）气割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。气割的优点是设备简单、使用灵活。气割的缺点是对切口两侧金属的成分和组织产生一定的影响，并引起被割工件变形等。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、防爆是气焊与气割作业时安全工作的主要任务。第二节---气焊与气割常用设备一、常用的气瓶（一）氧气瓶1.氧气瓶的构造有关气瓶的容积、重量、出厂日期、制造厂名、工作压力，以及复验情况等项说明，都应在钢瓶收口处钢印中反映出来。氧气瓶我国生产的氧气瓶规格（详见表2-1）2.氧气瓶阀国产的氧气阀门构造分为两种：一种是活瓣式，另一种是隔膜式。（二）乙炔气瓶1.乙炔气瓶的构造如图2.乙炔瓶阀乙炔瓶阀是控制乙炔瓶内乙炔进出的阀门，它的构造如图（三）液化石油气瓶具体规格见表，形式如图，瓶阀结构如图液化气割嘴是梅花型，价格也比较便宜，一般五金店都可以买到。而氧气的那种是配合乙炔用的，一般是同心圆。液化气割嘴乙炔割嘴（四）氢气瓶瓶体涂深绿色漆，并用红漆标明“氢气”，瓶阀出口处螺纹为反向。（五）气瓶发生爆炸事故的原因气瓶发生爆炸主要有以下几种原因：（1）气瓶的材质、结构或制造工艺不符合安全要求。（2）由于保管和使用不善，受日光暴晒、明火、热辐射等作用，使瓶温过高，压力剧增，直至超过瓶体材料强度极限，发生爆炸。（3）在搬运装卸时，气瓶从高处坠落、倾倒或滚动等，发生剧烈碰撞冲击。（4）放气速度太快，气体迅速流经阀门时产生静电火花。（5）氧气瓶上沾有油脂，在输送氧气时急剧氧化。（6）可燃气瓶（乙炔、氢气、石油气瓶）发生泄漏。（7）乙炔瓶内多孔物质下沉，产生净空间，使乙炔瓶处于高压状态。（8）乙炔瓶处于卧放状态，或大量使用乙炔时出现丙酮随同流出。（9）石油气瓶充灌过满，受热时瓶内压力过高。（六）气瓶定期检查盛装惰性气体的气瓶，每5年检验一次；盛装腐蚀性气体的气瓶、潜水气瓶以及常与海水接触的气瓶，每2年检验一次；盛装其他气体的气瓶，每3年检验一次。二、减压器（一）作用和分类作用：将高压气体降为低压气体、并保持输出气体的压力和流量稳定不变的调节装置。分类：用途：氧气减压器、乙炔减压器构造：单级式、双级式工作原理：正作用式、反作用式（二）减压器的构造和工作原理QD-1型氧气减压器（单级反作用式）SJ7-10型氧气减压器（双级式）QD-20型乙炔减压器（单级式）（三）减压器的安全使用开启时动作缓慢清尘、牢固连接用后卸压定期检验热水解冻禁油不得互换使用三、回火防止器1、基本要求（1）能可靠地阻止回火和爆炸波的传播，并且能迅速地使爆炸气体排除到大气中去。（2）应具有泄压装置（3）能满足焊接工艺的要求（4）容易控制、检查、清洗和维修（5）在发生回火时最好能自动切断气源2、分类（1）按工作压力分为低压式（0.01Mpa）,中压式(0.01~0.15Mpa)回火防止器（2）按作用原理可分为水封式和干式回火防止器（3）按装置部位不同可分为集中式和岗位式回火防止器四、焊炬（一）焊炬的作用和分类1.作用：将可燃气体和氧气按一定比例均匀混合，以一定的速度从焊嘴喷出，形成一定能率、一定成分、适合焊接要求和稳定燃烧的火焰。2.分类：按混合方式等压式射吸式（二）射吸式焊炬的构造和工作原理H01系列射吸式焊炬H01-6型焊炬——黄铜组成如图所示H02-1型焊炬（换管式）（三）焊炬的安全使用1.使用时的注意事项检查射吸情况检查连接和是否漏气正确点火正确关闭，顺序（乙炔——氧气）禁油2.焊炬常见故障及排除方法（1）连续灭火——烟灰附着太厚（2）火焰小——氧气阀针积灰较厚或弯曲（3）逆流——焊嘴堵塞（4）火焰忽大忽小——阀针杆的螺纹磨损（5）乙炔倒流——喷嘴松动漏气（6）连续灭火——温度过高、焊嘴松动五、割炬作用：使氧与乙炔按比例进行混合，形成预热火焰，并将高压纯氧喷射到被切割的工件上，使被切割金属在氧射流中燃烧，氧射流并把燃烧生成的熔渣吹走而形成割缝。分类：按混合方式不同等压式射吸式（一）G01-30型割炬气割所用的割炬如图G01-30型割炬——射吸式割嘴——环形和梅花形（二）GD1-100型割炬GD1-100型割炬——等压式（三）割炬的安全使用1、选择合适的割嘴2、检查射吸情况3、火焰熄灭的处理4、割嘴漏气的处理5.割嘴和割炬配合不严的处理6.回火的处理7.保持割嘴通道清洁8.清理工件表面六、橡胶管及气焊辅助工具（一）橡胶管和橡胶管接头氧气橡胶管为蓝色（原为红色）工作压力2MPa爆破压力6MPa乙炔橡胶管为红色（原为黑色）工作压力0.3MPa爆破压力0.9MPa长度≥5米接头区分：乙炔接头的螺母上有1~2条槽（二）气焊辅助工具清理工具——钢丝刷、錾子、手锤、锉刀连接工具——钢丝钳、活扳手、铁丝清嘴工具——通针护目镜——3~7号黄绿色镜片点火枪第三节---气焊与气割常用材料•1.焊丝•对气焊丝的要求•(1)焊丝的化学成分应基本上与焊件相符合，以保证焊缝具有足够的力学性能。•(2)焊丝表面应无油脂、锈斑及油漆等污物。•(3)焊丝应能保证焊缝具有必要的致密性，即不产生气孔及夹渣等缺陷。•(4)焊丝的熔点应等于或略低于被焊金属的熔点；焊丝熔化时应平稳，不应有强烈的飞溅和蒸发。2.常用气焊丝•常用气焊丝有碳素结构钢焊丝、合金结构钢焊丝、不锈钢焊丝、铜及铜合金焊丝、铝及铝合金焊丝、铸铁气焊丝等。其中碳素结构钢焊丝、合金结构钢焊丝、不锈钢焊丝的牌号及用途见表3-2。•气焊铸铁时，由于其中含有较多量的碳和硅，这两种元素在焊接过程中易烧损，故在铸铁气焊丝内碳和硅的含量应适当增加。GB10044－88中规定铸铁气焊丝的型号用字母RZ后加焊丝主要化学元素符号或金属类型代号，后面再加小分类的数字。•字母“R”——表示焊丝；•字母“Z”——表示焊丝用于铸铁焊丝；•字母“C”——表示灰铸铁；•字母“CH”——表示合金铸铁；•字母“CQ”——表示球墨铸铁。•常用型号有RZC-1、RZC-2、RZCH、RZCQ-1、RZCQ-2等。RZC型用于中小型灰铸铁焊丝；RZCH型用于高强度铸铁或合金铸铁气焊；RZCQ型用于球墨铸铁件气焊。焊丝的牌号及主要成分见表2-8二、焊剂•1.焊剂的作用•(1)驱除焊接时熔池中形成的高熔点氧化物杂质，并形成熔渣覆盖在熔池表面，使熔池与空气隔离，防止熔池金属的氧化；•(2)改善润湿性能和精炼作用，促使获得致密的焊缝组织。•2.焊剂牌号编制方法•(1)牌号前加“CJ”表示焊剂。•(2)牌号一般由三位数字组成，第一位数字表示焊剂的用途类型：1表示不锈钢及耐热钢用熔剂；2表示铸铁气焊用熔剂；3表示铜及铜合金气焊用；4表示铝及铝合金气焊用。•(3)牌号第二、三位数字表示同一类型焊剂的不同牌号。3.焊剂的牌号及主要成分见表2-9。三、乙炔（一）乙炔的物理化学性质乙炔（C2H2）比空气轻与空气混合燃烧——2350℃与氧气混合燃烧——3100~3300℃乙炔完全燃烧反应式：2C2H2+5O2=4CO2+2H2O+Q（放热）（二）乙炔的爆炸性及溶解性1.纯乙炔的分解爆炸性（1）温度高于500℃，发生爆炸分解（2）与触媒剂有关（3）与容器的形状、大小有关（4）与铜、银、水银长期接触（5）与氯、次氯酸盐等化合2.乙炔与空气、氧气和其他气体混合气的爆炸性与空气混合——305℃与氧气混合——300℃（三）乙炔中的杂质及毒性1、乙炔中含磷化氢2、乙炔中含硫化氢3、乙炔中含空气（＜10％）4、乙炔的毒性四、液化石油气丙烷（C3H8）50~80％液态比空气轻燃烧温度为2000~2850℃焊接有色金属性能优良特点：1、易挥发，易燃气体2、易产生一氧化碳需氧量大3、易爆气体4、气态比空气重，易下沉5.对一般橡胶材料有腐蚀性6.气瓶内压力与温度成正比7.有一定毒性五、氢气比空气轻14.38倍空气的自然点560℃氧气的自然点450℃用于水下切割有色金属的焊接与空气、氧气、氯气、氟形成爆炸六、氧气（一）物理化学性质比空气重-183℃，淡蓝色液体-218℃，淡蓝色固体（二）安全特点与温度、压力有关与油脂、细微可燃物接触发生自然与可燃气体混合易发生爆炸纯度：一级≥99.2％二级≥98.5％七、特利Ⅱ气概念：以丙烯为主，再加入一定比例的添加剂，经过物理混合而成。特点：增加了使用周期比乙炔更安全不逆火质量高无污染，对人体无害第四节---气焊与气割火焰及工艺参数气焊火焰——用来对焊件和填充金属进行加热、熔化和焊接的热源。气割火焰——预热的热源一、气焊气割火焰（一）分类氧-乙炔焰（3200℃）氢氧焰（2770℃）液化石油气火焰（2000-2850℃）调节氧气、乙炔气体的不同混合比例可得到中性焰、氧化焰和碳化焰三种性质不同的火焰。（二）中性焰氧与乙炔充分燃烧，没有氧与乙炔过剩，内焰具有一定还原性。氧与乙炔体积比（O2/C2H2）为1.1~1.2最高温度3050~3150℃。主要用于焊接低碳钢、低合金钢、高铬钢、不锈钢、紫铜、锡青铜、铝及其合金等。（三）碳化焰乙炔过剩，火焰中有游离状态碳及过多的氢，焊接时会增加焊缝含氢量，焊低碳钢有渗碳现象。最高温度2700~3000℃。主要用于高碳钢、高速钢、硬质合金、铝、青铜及铸铁等的焊接或焊补。氧与乙炔体积比（O2/C2H2）为＜1.1（四）氧化焰氧过剩火焰，有氧化性，焊钢件时焊缝易产生气孔和变脆。氧与乙炔体积比（O2/C2H2）为＞1.2最高温度3100~3400℃。主要用于焊接黄铜、锡青铜、锰黄铜、镀锌铁皮等。五、各种火焰的适用范围二、气焊与气割主要工艺参数（一）气焊主要工艺参数1.焊丝直径的选择根据焊件的厚度、坡口的形式、焊缝位置、火焰能率等2.火焰性质的选择根据材料的种类和性能3.火焰能率的选择根据焊接的厚度、母材的熔点和导热性及焊缝的空间位置4.焊嘴倾斜角的选择根据焊嘴的大小、焊件的厚度、母材的熔点和导热性及焊缝空间位置5.焊接速度的选择根据焊工的操作熟练程度（二）气割主要工艺参数1.割炬型号和切割氧压力根据工件厚度选择2.切割速度根据工件厚度和割嘴形式选择（后拖量）3.预热火焰能率根据工件厚度选择（中性焰或轻微氧化焰）4.割嘴与工件间的倾角根据工件的厚度选择5.割嘴离工件表面的距离3~5mm第五节---气焊与气割一、管道发生燃烧爆炸的原因静电、明火、漏气、油脂、热源、摩擦二、对输气管道的安全要求（一）管道及其附件的选用（二）管道的敷设（三）管道投入使用前的处理（四）限制输气管道中气体的流速三、安全管理管理制度、专人负责、定期检查、及时整改、重点巡视、应急救援、严格管理第六节---气焊与气割安全一、一般要求1、与乙炔接触的部件不得由铜、银以及铜（或银）含量超过70%的合金制成。2、氧气与可燃物隔离3、检验气路密封性时，严禁使用明火。4、严禁用氧气代替压缩空气使用5、用于氧气的气瓶、设备、管线或仪器严禁用于其他气体6、未经允许，禁止装设可能使空气或氧气与可燃气体在燃烧前（不包括燃烧室或焊炬内）相混合的装置或附件。二、焊炬及割炬三、软管及软管接头四、减压器五、气瓶（一）气瓶的充气（二）气瓶的标志（三）气瓶的储存（四）气瓶在现场的安放搬运及使用（五）气瓶的开