70第二章 气焊与气割

第二章气焊与气割第一节气焊与气割的基本原理、适用范围与安全特点一、气焊与气割的基本原理和适用范围（一）气焊概念：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。内容：1气体——乙炔、液化石油气、氧气2设备、工具的组成3焊丝、焊剂的作用4用途：薄板有色金属及其合金铸铁件硬质合金刀具补焊火焰矫正（二）气割概念：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。内容：1气体——乙炔、液化石油气、氢气、氧气2设备、工具基本相同3条件：金属在氧气中的燃烧点应低于其熔点金属氧化物的熔点应低于金属的熔点金属在切割氧流中的燃烧应是放热反应金属的导热性不应太高金属中阻碍气割过程和提高钢的可淬性的杂质要少（三）气焊与气割的优缺点（1）气焊的优缺点1.设备简单、使用灵活2.有较好的适应性3.适应电力不足的地方4.生产效率较低5.变形大6.较难实现自动化（2）气割的优缺点与气焊类似二、气焊与气割的安全特点主要危险：火灾、爆炸类型：设备故障和违规操作造成爆炸和火灾操作过程中，灼烫事故引燃易燃易爆物品焊接过程中产生的有害气体中毒第二节气焊气割火焰及工艺参数的选择气焊火焰——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（2700℃）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。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第三节气焊气割常用气体的性质及使用安全要求可燃气体——乙炔、氢气、液化石油气助燃气体——氧气一、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℃（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.乙炔的毒性二、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.有一定毒性三、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、氟形成爆炸四、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％五、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，对人体无害第四节电石和乙炔发生器的使用安全要求第五节常用气瓶的结构和使用安全要求一、气瓶结构压缩气瓶——氧气、氢气溶解气瓶——乙炔液化气瓶——石油气（一）氧气瓶1.构造瓶体、胶圈、瓶箍、瓶阀、瓶帽底色天蓝色，黑字“氧气”三年复检规格：40L，15MPa，6m32.氧气瓶阀活瓣式（常用）隔膜式（二）乙炔气瓶1.构造瓶体白色，红字“乙炔气瓶”丙酮三年复检规格：40L，6~7Kg2.乙炔瓶阀（三）氢气瓶构造：瓶体深绿色，红字“氢气”（四）液化石油气规格：10Kg，15Kg，36Kg构造：瓶体银灰色，红字“液化石油气”最大工作压力1.6MPa二、气瓶发生爆炸事故的原因1.气瓶的材质、结构、制造工艺不符合安全要求2.由保管、使用不善，使气瓶温度过高，发生爆炸3.发生剧烈碰撞冲击发生爆炸4.放气过快，产生静电火花5.沾染油脂6.发生漏气7.瓶内压力过大8.乙炔瓶卧放，丙酮外流9.充气过满三、气瓶运输、储存、充灌、使用的安全要求（一）气瓶运输的安全要求（1）~（10）标、护、轻、隔、固、热、火（二）气瓶储存的安全要求（1）~（6）标准、通风、分放、保护、固定（三）气瓶充灌的安全要求（1）~（4）检查、匀速、防护、过量（四）气瓶使用的安全要求（1）~（17）不改不动、远离火源、固定防热、留有余气、装置齐全、禁火禁油、石油特殊（五）气瓶定期检查《气瓶安全监察规程》（1）~（4）1.腐蚀气体——两年一检2.一般气体——三年一检3.液化石油气——＜20年，五年一检＞20年，两年一检4.惰性气体——五年一检第六节输气管道安全技术要求一、管道发生燃烧爆炸的原因（1）~（6）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（1）~（10）管理制度、专人负责、定期检查、及时整改、重点巡视、应急救援、严格管理第七节焊炬、割炬等附件的构造、工作原理和安全要求一、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H01-6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、焊嘴松动二、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——射吸式组成如图所示割嘴——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.清理工件表面三、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不得互换使用四、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八节气焊气割安全操作一、一般安全要求（1）乙炔使用时最高工作压力禁止超过147Kpa（1.5Kpf/cm2）表压。（2）禁止使用紫铜、银或含铜量超过70%的铜合金制造与乙炔接触的仪表、管子等零件。（3）乙炔发生器、回火防止器、氧气和液化石油气瓶、减压器等均应采取防止冻结措施，一旦冻结应用用热水或水蒸气解冻，禁止采用明火烘烤或用铁器敲打解冻。（4）气瓶、容器、管道、仪表等连接部位应采用涂抹肥皂水方法检漏，严禁使用明火检漏。（5）气瓶、溶解乙炔瓶等均应稳固竖立或装在专用胶轮车上使用。（6）禁止使用电磁吸盘、钢绳、链条等吊运各类焊接与切割用气瓶。（7）气瓶、溶解乙炔瓶等，均应避免放在受阳光爆晒或受热源直接辐射及易受电击的地方。（8）氧气、溶解乙炔气等气瓶，不应放空，气瓶内必须留有余气，如氧气瓶内应留有不小于0.1Mpa表压的余气，乙炔气瓶必须留有0.05-0.1Mpa表压的余气。（9）气瓶漆色的标志应符合国家颁发的《气瓶安全监察规程》的规定，禁止改动，严禁充装与气瓶漆色标志不符的气体。（10）气瓶应配置手轮或专用搬手起闭瓶阀。（11）工作完毕、工作间隙、工作点转移之前都应关闭瓶阀，戴上瓶帽。（12）禁止使用气瓶作为登高支架和支承重物的衬垫。（13）留有余气需要重新灌装的气瓶，应关闭瓶阀，旋紧瓶帽，标明空瓶字样或记号。（14）氧气、乙炔的管道，均应涂上相应气瓶漆色规定的颜色和标明名称，便于识别。二、溶解乙炔（1）溶解乙炔气瓶的充装、检验、运输、储存等均应符合原国家劳动部颁布的《溶解乙炔气瓶安全监察规程》和《气瓶安全监察规程）规定。（2）乙炔气瓶搬运、装卸、使用对都应竖立放稳，严禁在地面上卧放并直接使用。一旦要使用已卧放的乙快气瓶，必须先直立后，静止20分钟再连接乙炔减压器进行使用。（3）开启乙炔气瓶瓶阀时应绥慢，不要超过一转半，一般情况只开启四分之三转。（4）禁止在乙炔瓶上放置物件、工具或缠绕悬挂橡胶管及焊、割炬等。三、液化石油气（1）用于气割、气焊的液化石油气钢瓶的制造和充装量都应符合《液化石油气钢瓶标准》规定。瓶阀必须密封严实，瓶座、护罩（护手）应齐全。（2）采用液化石油气瓶集中供气的贮存气瓶室和汇流排室的设计、管道设置，应符合相应标准的规定。1）室内必须设有通风换气孔，使室内下部不滞留液化石油气。2）室内地面要平整，不应同外界地沟（坑）或地漏孔连通。3）室内照明必须采用防爆型灯具和开关，严禁明火采暖。4）液化石油气管道连接宜采用焊接、切割、焊接所使用导管的连接口应密实。连接软管，应采用耐油改曹，胶管的爆破压力不应小于最大工作压力的4倍，胶管的长度要尽量短。（3）液化石油气用量比较集中的场所、车间或气瓶组站可将三瓶以上液化石油气联结，由汇流排导出，在汇流排总导出管上应装总减压器和回火防止器（见图2