9-第九章--气焊与热切割

第九章气焊与热切割第一节气焊与热切割的基本原理、适用范围与安全特点气焊与热切割的基本原理与适用范围气焊：利用可燃气体与助燃气体混合燃烧的火焰加热熔化工件的接缝处和焊丝从而达到金属间牢固连接的方法。焊丝焊炬焊件气割：利用可燃气体与氧气混合燃烧的预热火焰，将被切割金属加热至燃烧点，并在氧气的射流中剧烈燃烧，金属燃烧时形成的氧化物在熔化状态时被切割氧流吹掉，使金属分割开的加工方法。割缝切割嘴切割氧割件氧化渣预热焰气焊特点设备及工具简单，通用性大。焊接较薄、较小的工件，有色金属及铸铁。修复磨损、报废的零件。任何无电源的条件下都能使用。气割特点效率高、成本低、设备简单能进行各种位置切割能对各种碳钢和低合金钢下料。气焊与热切割的安全特点火灾、爆炸烫伤急性中毒触电高空坠落机械伤害第二节气焊气割火焰及工艺参数的选择气割气焊火焰的选择根据乙炔和氧气混合比例的不同，得到三种不同的火焰：火焰种类氧／乙炔焊接性能焊接条件可焊接的材料碳化焰＜1火焰中乙炔过剩，含有游离碳和较多的氢。焊接低碳钢时会渗碳。火焰温度2700～3000焊接时焰芯应离熔池3～5㎜镍、高碳钢、高速钢、蒙乃尔合金、碳化钨合金，铸铁、镀锌铁皮等中性焰1～1.2火焰中无过剩乙炔和氧，焊接时熔池不沸腾，清澈且洁净，液态金属流动性好。火焰温度3050～3150焊接时焰芯应离熔池3～5㎜不需搅拌低碳钢、低合金钢、灰铸铁球墨铸铁、铝及铝合金氧化焰＞1.2火焰具有氧化性，过剩氧气会使熔池中合金烧损。火焰温度3100～3300焊接时焰芯应离熔池3～10㎜黄铜、青铜等表9–1氧乙炔焰种类、焊接性能和适用范围气焊气割工艺参数的选择工艺参数选择要点焊丝直径①根据焊件的厚度和坡口形式来选择。②焊丝直径可参考表9－3。火焰能率①根据焊件的厚度、母材的熔点和导热性及焊缝的空间位置来选择。②在选择较厚的焊件，熔点较高的金属，导热性较好金属要选择较大的火焰能率。③火焰能率是由焊炬型号及焊嘴号码大小决定。火焰种类①气焊时对需要减少元素烧损的材料，应选中性焰。②对允许和需要增碳及还原气氛的材料，应选用碳化焰。③对母材含有低沸点元素的材料，应选用氧化焰。焊嘴倾斜角度①在焊接厚度大，母材熔点较高或导热性较好的焊件时，焊嘴倾角要选得大一些，反之，要选得小一些。②在焊接刚开始时，焊嘴倾角要选得大一些，结束时，小一些。焊接速度①对于厚度大，熔点高的焊件，焊接速度要慢一些。②对于厚度薄，熔点低的焊件，焊接速度要快一些。表9－2常用金属材料气焊工艺参数的选择要点工件厚度/㎜1～22～33～55～1010～15＞15焊丝直径/㎜1～222～33～44～66～8表9－3气焊焊丝直径的选择焊嘴倾斜角度示意图平焊平焊右焊法左焊法工艺参数选择要点切割氧气压力①随割件的厚度增加而增高②随氧气的纯度增高而降低③能保证在适当切割速度下的切割质量④快速优质气割时，取决于割嘴的马赫数割嘴倾角①手工直线切割时，厚度在30㎜以下的割件，采用20°～30°后倾角；厚度在18㎜以下的割件，后倾角可增大至40°；厚度大于30㎜的割件，切割刚开始时，用5°～10°前倾角，割穿后割嘴垂直割件表面，快结束时采用5°～10°的后倾角②机械切割和用手工进行曲线切割时，割嘴应垂直于割件表面切割速度①随割件的厚度增加而减小②随氧气纯度的增高而增高③切口后拖量较大时，应减小切割速度割嘴与割件的表面距离割嘴距割件表面的距离为3～5㎜。割件较薄时，可适当增大，较厚时减小。预热火焰的能率①随割件的厚度增加而增加②在适当的速度下能保证切割质量表9－4常用金属材料气割工艺参数的选择要点第三节常用气体的性质及使用安全要求气焊气割常用的可燃气体乙炔、氢气、液化石油气等气焊气割常用的助燃气体氧气乙炔（C2H2）又名电石气，常温大气压下是一种无色、微毒、特殊臭味（硫化氢＜0.1％，磷化氢≤0.08％）。比空气稍轻，﹣83℃时可变成液体，﹣85℃时可变成固体。乙炔与氧气混合燃烧的温度为3100℃～3300℃，与空气混合燃烧的温度为2350℃乙炔的易燃性自然点低（305℃），点火能量小（0.019mj）.在一定条件下，很容易因分子聚合（≤540℃，压力＜0.3Mpa）、分解而发生着火、爆炸（＞580℃、压力＝0.15Mpa）.乙炔火焰的传播速度在空气中为2～3.7m/s,在氧气中为13.5m/s.乙炔的爆炸性压力和温度、乙炔的杂质、接触介质、盛装容器的直径。～危险！乙炔与空气和氧气其他混合气的爆炸性可燃气体的名称可燃气体在混合气体中的含量（体积分数）/％真空中氧气中乙炔2.2～812.8～93氢3.3～81.54.6～93.9甲烷4.8～16.75.0～59.2天然气4.8～14石油气3.5～16.3一氧化碳11.4～77.515.5～93.9表9-5可燃气体与空气和氧气混合的爆炸极限乙炔的储存乙炔在丙酮中的溶解度是随着压力的增高而增加，温度的增高而降低。乙炔的毒性中毒现象比较少见，主要表现为中枢神经系统的损伤。乙炔使用注意事项①不得超过安全规定的压力极限②不得超过安全规定的温度③乙炔着火时，严禁用四路化碳灭火器扑灭，宜用二氧化碳灭火器或干粉灭火器扑救。④在任何情况下，应注意避免在容器或管道内形成乙炔—空气或乙炔—氧气混合气，一旦形成，必须采取安全措施。⑤乙炔发生器的温度计只能用酒精温度计指示，禁止使用水银温度计。凡供乙炔使用的器材都不能用银或含铜量超过70％铜合金制造。⑥乙炔含磷化氢＜0.08％。⑦装盛乙炔的容器或管道，不得随意焊补或切割。液化石油气在标准状态下，密度为1.8～2.5㎏/m³,比空气重，液体则比水、汽油轻。石油气与氧气混合燃烧的温度为2000～2850℃石油气的特点和安全要求①石油气宜挥发，闪点低。②如供氧不足，会产生一氧化碳，使人中毒，严重时有生命危险。③组成石油气的几种气体都能与空气或氧气形成爆炸性混合气，但它们的爆炸极限都比较窄。④石油气气态时比空气重，宜向低处流动，液态时，比水或汽油轻，能漂浮在液面上。因此在储存、使用液化石油气时，应采取安全措施。⑤使用石油气时，必须采用耐油性强的橡胶导管或衬垫。⑥石油气瓶内部的压力与温度成正比。⑦石油气有一定的毒性，空气中含量很少时，人呼吸了一般不会中毒。⑧石油气点火时，要先点燃引火物再开气，不要颠倒次序。氢气（H2）无色无味，密度0.07㎏/m³，为空气的6.9％，是最轻的气体。氢在空气中的自燃点560℃，在氧气中的自燃点450℃。氢气与氯气混合物为1∶1时见光就爆炸。温度为240℃时能自燃。氢与氟化合能发生爆炸，甚至在阴暗处也会发生爆炸。氧气（O2）无色无味无毒；密度1.429kg/m³（空气1.29kg/m³）。不能自燃。化学性质极为活泼的助燃气体，属强氧化剂。氧混合物具有很宽的爆炸极限范围，遇火或高温条件即能发生爆炸。氧气既是助燃气体，又可促使某些易燃物质自燃。危险！质量焊接使用的氧气纯度要求一级：不低于99.2％；二级：不低度于98.5％--99.2％。纯度越高，火焰温度则越高，得到质量好，否则影响气焊气割工艺质量。氧气用压缩机压进氧气瓶或各种管道，氧气瓶内工作压力为15MPa，输送管道内的压力为0．5～15MPa。第四节常用气瓶的结构和使用安全要求常用气瓶的种类压缩气瓶：氧气瓶、氢气瓶等溶解气瓶：乙炔瓶液化气瓶：石油气瓶（一）氧气瓶是贮存和运输氧气的专用高压容器。瓶体为天蓝色，黑漆标明“氧气”。瓶体外部装有防震胶圈。标记：容积.重量.出厂.日期.厂名.压力。三年复检一次。包括水压和瓶壁腐蚀性检查。1—瓶体2—胶围3—瓶箍4—瓶阀5—瓶帽氧气瓶肩部标记复验标记（二）乙炔瓶贮存和运输乙炔气的专用容器。瓶体为白色，标明“不可近火”红字。不能高压压入气体，瓶体结构复杂。瓶内布满微孔填料，微孔浸满丙酮，用于溶解乙炔。瓶体外部装有防震胶圈。标记：容量.重量.制造日期.最高承装压力.试验压力等。三年复检一次。1—瓶帽2—瓶阀3—分解网4—瓶体5—微孔填料(硅酸钙)6—底座7—易熔塞（三）氢气瓶储存氢气的高压容器承装压力为15Mpa瓶体颜色：深绿色瓶阀处螺纹：反丝氢气瓶使用的安全规则参考乙炔瓶和氧气瓶1—瓶体；2—胶圈；3—瓶箍4—瓶阀；5—瓶帽液化石油气瓶储存液化石油气的专用焊接类容器气瓶最大工作压力1.6Mpa水压试验压力3Mpa气瓶颜色：银灰色第五节气瓶爆炸事故原因及其在运输、移动、储存、使用过程中的安全措施气瓶发生爆炸主要原因：(1)气瓶的材质、结构或制造工艺不符合安全要求。例如材料冲击值低，瓶体严重腐蚀，瓶壁厚薄不匀，有夹层等。(2)由于保管和使用不善，受日光曝晒、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。氧气瓶在盛夏的阳光直接曝晒下，瓶壁受热升温可达100℃以上；将氢气瓶放于太阳光下曝晒，瓶温每升高2℃，瓶内压力就增加100kPa，乙炔瓶受热超过30℃，乙炔在丙酮里溶解度降低，压力即大大升高。(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)发生漏气。(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。(1)装运气瓶的车辆应有“危险品”的安全标志。(2)气瓶必须配戴好瓶帽(有防护罩的除外)，并要拧紧，防止摔断瓶阀造成事故。(3)要轻装轻卸，避免剧烈震动，严禁抛、滑、滚、冲击，以防气体膨胀爆炸，最好备有波浪形的瓶架，垫上橡皮或其它软物，以减小震动。(4)禁止用起重机直接吊运钢瓶，充实的钢瓶禁止喷漆作业。(5)瓶内气体相互接触能引起燃烧、爆炸，产生毒气的气瓶，不得同车(厢)运输；易燃、易爆、腐蚀性物品或与瓶内气体起化学反应的物品，不得与气瓶一起运输。如氧气瓶不得与油脂物质和可燃气体钢瓶同车运输。气瓶运输(含装卸)安全要求(6)气瓶装在车上，应妥善固定、避免碰撞、摩擦和滚动，一般应横放在车厢里，头部朝向一方，垛高不得超过车厢高度，则不超过五层；如立放时，车厢高度应在瓶高的三分之二以上。(7)夏季运输应有遮阳设施，适当覆盖，避免曝晒；城市的繁华市区应避免白天运输。(8)严禁烟火。运输可燃气体气瓶时，运输工具上应备有灭火器材。(9)运输气瓶的车、船不得在繁华市区、重要机关附近停靠；车、船停靠时，司机与押运人员不得同时离开。(10)装有液化石油气的气瓶不应长途运输。(1)应置于专用仓库储存，气瓶仓库应符合《建筑设计防火规范》的有关规定。(2)仓库内不得有地沟、暗道，严禁有明火和其他热源；仓库内应通风、干燥，避免阳光直射。(3)盛装易起聚合反应或分解反应气体的气瓶，必须规定储存期限，并应避开放射性射线源。(4)空瓶与实瓶两者应分开放置，并有明显标志，毒性气体气瓶和瓶内气体相互接触能引起燃烧、爆炸，产生毒物的气瓶，应分室存放，并在附近设置防毒用具或灭火器材。(5)气瓶放置时要配戴好瓶帽，以免碰坏气门和防止油质尘埃侵入气门口内。(6)气瓶应放置整齐。立放时，应该有栏杆或支架加以固定或扎牢，以防倾倒；横放时，头部朝同一方向，垛高不宜超过五层。气瓶储存时的安全要求(1)不得擅自更改气瓶的钢印和颜色标记。(2)气瓶使用前应进行安全状况检查，对盛装气体进行确认。(3)气瓶的放置地点，不得靠近热源，距明火10m以外。盛装易起聚合反应或分解反应气体的气瓶应避开放射性射线源。(4)气瓶立放时应采取防止倾倒措施。(5)夏季应防止阳光曝晒。(6)严禁敲击、碰撞，特别是乙炔瓶不应遭受剧烈振动或撞击，以免填料下沉而形成净空间影响乙炔的贮存。(7)严禁在气瓶上进行电焊引弧。(8)不得用温度超过40℃的热源对气瓶加热，如乙炔瓶瓶温过高会降低丙酮对乙炔的溶解度，而使瓶内乙炔压力急剧增高，造成危险。气瓶使用时的安全要求(9)瓶内气体不得用尽，必须留有剩余压力(永久气体气瓶的剩余压力应不小于0