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第一章 氢氧焰电弧焊割机原理及结构第一节 氢氧焰电弧焊割机原理工业上用电解水的方法制取氢和氧时，大多采用苛性碱溶液作为电解液，其中尤以含量30%左右的KOH溶液为佳，因为其具有最大的导电度。因此电解液中的电压降最小，有利于减少发热量和提高电流效率。在电解液中靠近电极表面的水分子离解生成H+和OH-：H2O H+ + OH- 当电解时在电极上进行如下反应而获得氢气和氧气： 阳极：2OH- 2e = H2O + 1/2O2 阴极：2H+ + 2e = H2 电解液中的杂质离子及悬浮物对电解槽有很大影响。Cl-、SO42-会强烈地腐蚀阳极，Fe2+易附着于阴极上，从而影响电解槽的寿命和增大电解池电压；Ca2+、Mg2+及CO32-的存在会生成CaCO3、MgCO3沉淀，严重时致使堵塞液道，造成电解液循环不良。这些有害杂质离子，在一般自来水中都不同程度地存在，所以在配制电解液和给电解槽补充水量时应用蒸馏水或去离子水，起码要用软水。第二节 氢氧焰电弧焊割机结构一HGQU-2000型氢氧焰电弧焊割机原理如下：本机包括气体发生系统、气体处理系统、电源系统、控制保护系统、管路、洁气、阻火、防爆等。1气体发生系统是指以电解槽、分离罐、进液管、出气管组合起来的一个系统。当电解槽被通以一定的直流电压时，槽中的电解液在极片上发生电解反应，产生氢氧混合气。所产生的气体及水蒸气通过出气管连同部分液体一起进入分离罐，在分离罐中气液分离，液体存贮在分离罐下部并在重力和压差的作用下通过进液管不断进入电解槽以保持电解槽中的液面高度，使工作能够持续进行。该系统是核心部分。极片和电解槽结构的设计要求使电解的效率高、电解液循环效果好，电解槽稳定可靠的工作。分离罐要求适中的体积，较好的气液分离效果，足够的强度和耐蚀性。2气体处理系统在气体发生系统中产生的氢氧混合气要进入气体处理系统进行处理，才能进一步作为焊割燃气。该系统包括水封罐、过滤器、助剂罐、雾化器、贮气罐以及与之相连的各管道。从发生系统产生的气体首先进入水封罐并经过水过滤，使气体更加干净, 同时也作为安全防护设施。然后经过助剂罐、雾化器、调节阀组成的气体性质处理单元，变为具有可燃性质的气体进入贮气罐，在贮气罐中气体进一步均匀化，气水分离；最后经过过滤进一步分离水蒸气后，送至焊割矩进行燃烧。3 电源系统电源系统采用逆变弧焊整流电源，为电解过程提供直流电源，逆变弧焊整流电源技术的负载持续率下应能输出7KW（对于2000型）和5KW（对于1500型）的功率。电流具有稳流可调的特性，电流与电压的关系配匹能适用于所设计的电解槽。具备各种保护功能，并具有手工弧焊功能，使整机的功能得以提高。4控制保护系统由气压控制、电气控制、电解槽松驰报警等构成。气压控制要求当机器内部气压达到0.2MPa（若减小要从售后现场来降）时切断电源供应，当气压下降到一定值时又恢复供电，使工作能持续进行。电气控制要求对电流进行控制。使电流在一定的范围内稳定可调，即实现产气量的稳定可调，同时要求在进行电解或进行电焊时系统间能相互协调。电解槽松驰报警要求在电解槽老化松驰到设定控制量时停机、报警，做到事前维护而不是事后维修。二常规维护保养1防止泄漏如机器在使用时出现泄漏。应检查以下部位： 检查机器内部：罐盖（三处）、出气快速接头、放液阀（四处）、液位计、电解槽、单向阀、阻火器、硬管和软管接头。 检查机器外部：外接阻火器、软管及接头、焊割炬、液位汁、球阀、吸气阀、外置水封等所有接头。查出泄漏后，拧紧接头直到泄漏排除。如电解槽有泄漏，处理方法参见6.3。若液路部分有泄漏，处理完后应用3%的硼酸溶液洗干净，以免机器被腐蚀。注：打开机盖前必须先切断电源2保持机器内外部的清洁加液时如有液体溅出，应用3%的硼酸溶液清洗并抹干；机器内部应定期进行除尘处理（特别是电源部分和电解槽）。除尘宜用干燥的压缩空气吹（或用皮老虎）。3电解槽压紧弹簧的再紧固机器使用相当一段时间后，在开机时出现面板上的黄色指示灯亮，报警器响，机器不工作等情况时，应重新紧固电解槽压紧弹簧及螺母。图6-1紧固方法：卸下机器的前下面板，可见到电解槽的十根拉杆、压紧装置及如图示装置。6-2用扳手按对角、均匀、顺序的方法拧螺母，压紧弹簧，使图示装置恢复到所示尺寸即可。（2000型、3000型用）4电解液的调整本机正常工作时电解质KOH的消耗极少，使用很长时间后，才需少量补充。正常工作时，电流稳定在240A，其电源的输出电压应在28V以下如果发现电压一直高于30V，则需适量补充KOH 了。（注：在冬天或电解槽在冷态下阻值大，运行稳定后电解槽升温后看的数值）调整方法：将2kg分析纯KOH溶解后加入分离罐中然后开机运行一段时间后看电压是否恢复正常,若仍高可再加少许KOH,但一般最多加入34kgKOH即可。5电解槽的清洗本机连续使用半年以后，应对电解槽进行清洗，具体步骤为：(1)打开分离罐盖，再打开电解液放液阀，将电解液全部放出；(2)关上放液阀，从分离罐口倒入干净的蒸馏水，几分钟后再打开电解液放液阀放掉，如此重复几次，即可清洗干净。(3) 放出的电解液沉淀后去掉沉淀物可重复使用。（4）发现有液放不出来可用3%的硼酸浸泡8小时再清洗。6防爆膜的维护水封罐盖上有一片防爆膜，应注意保持膜的表面完好，不得有打褶、破损、腐蚀等异常情况，并保持清洁。如有异常情况或防爆膜爆破后立即更换。防爆盖的拆装，更换防爆膜可参见下图： 本机使用两种类型的防爆膜（爆破压力均为0.5MPa）。 铝片防爆膜，厚度0.12mm，直径50mm。使用时必须用耐腐蚀胶带将铝片两面全部覆盖。 不锈钢防爆膜是本公司制造，需要时可与本公司联系。7阻火式出气快速接头的清洗使用一段时间后，在电流，、电压、气压正常，各液位显示均正常的情况下，若出现气体输出量太小，而机器频繁出现限压停机状态,这时应对出气快速接头进行清洗。拆洗方法：卸下快速接头，参见下图拆开全部零件，放于乙醇或丙酮中浸泡清洗（特别注意对阻火芯在液体内摇摆清洗），几分钟后，取出晒干，组装复原，再用高压空气或氧气吹洗35分钟即可组装上机使用。8阻火器的清洗在进行完上述操作后,若出气量仍然很小,则应对焊(割)炬尾部的阻火器进行清洗。阻火器的拆装参见下图，清洗方法参见7。第二章 氢氧焰电弧焊割机电源第一节 HGQU-2000系列氢氧焰电弧焊割机电源概述一本公司制造的HGQU-2000系列氢氧焰电弧焊割机电源由IGBT逆变电源、缺相保护板、电流调节板（或氩弧焊电流无级衰减调节板）、控制器、压控器等部分组成。1IGBT逆变电源是由IGBT管（又称绝缘栅双极晶体管它是继可控硅、晶体管、MOSFET管之后推出的一种最为先进的大功率开关器件）为核心元件组成的逆变电源电路（由交流 直流 交流 直流），其开关频率高达20KHZ以上，PY电源组件由平阳电器有限责任公司提供，它在技术上独家采用了安全控制回路设计技术并取得国家专利，其原理是采用微处理器对多信息进行跟踪分析、预测系统变化趋势，找出事故隐患，改传统的事后保护为事前预防，从而有效地保证各部件在最佳状态下安全运行，使整机可靠性得到飞跃性提高。2缺相保护板是对市电源输入三相进行监控，当市电缺相时能及时有效地控制逆变电源暂时停止工作，以保护逆变焊机电源因缺相而受到损伤。3电流调节板是作为逆变电源的给定量调节。控制脉冲宽度调制PWM，进而控制焊机输出电源；如果用户选用带无级衰减调节的氩弧焊机型时，则该电流调节板除了同样具有主电流调节、推力电流调节外还在电弧收弧时具有电流无级衰减功能（衰减时间可在3秒至13秒间选定）。4控制器的作用是对电源启动，电解产气时控制电解槽冷却风机运行工作，当压控器压力超压（压力达0.2MPa）时暂时软关断电源输出，当电解槽松弛时能报警并将各种工作状态给予指示。5压控器作为压力、电气控制元件实现压/电转换控制，它有常开、常闭触关各一对，当氢氧气体压力0.16MPa时，常闭触关接通，绿色工作灯亮，指示氢氧焊割机处于正常工作状态，当产气体压力达到0.16MPa时，压控器动作，常闭触关断开，控制器中J3继电器释放，绿色灯灭，红色（限压）灯亮，指示焊机产气超压；而压控器常开触点闭合使控制器9、10接线端子短路，进而控制焊机电源软关断暂停产气，当气压低于0.14MPa时，又恢复正常产气工作状态。二本机电源既要保证电解供电，又能兼作手工电弧焊与氩弧焊的焊接电源，因此它应具备焊接电源基本要求并作说明。1空载电压要求：当作为直流TIG焊接时，电弧引弧时阴极斑点在钨极上面，容易造成电弧不稳定，特别在小电流焊接时，即使用高频引弧而空载电压较低的直流电源也会造成引弧（或稳弧）困难，因此使用焊接电源的空载电压一般不希望低于6070V，本焊机空载电压在6080V间。但是本机使用的IGBT逆变焊机与常规焊机不同，起弧性能主要取决于电流上升率，与空载电压基本无关，而且逆变电源的空载电压与寄生参数、输出电容量、电网电压等因素有关，由于IGBT逆变焊机频率高，电流上升率大，因而引弧容易，焊弧平稳。2短路电流要求：作为焊接电源应能满足适应频繁短路引弧工作状态而不损坏电源元器件；电源所用高频变压器、电抗器应具备饱和特性，电路应设置限流和电流负反馈环节，以限制电源最大电流输出；本机电源组件均具备上述特性并使最大电流输出被限定在320A，当超过此值时电源组件控制系统将产生保护，并伴有鸣叫声，但是在该状态下工作时将对组件的可靠性产生影响。使用时应不超过额定电流（315A），长期工作时电流值应相应减少，以确保焊机使用寿命的延长。3外特性要求：常用TIG焊电源希望有恒流外特性，而药皮焊条手工电弧焊希望有下降外特性，对于TIG焊、手工电弧焊两用电源常用恒流陡降带外拖特性。本机逆变式弧焊电源利用电子调节性能可以灵活得到最到最佳输出特性。恒流下降外拖特性。4动特性及可调特性：要求灵活可调、反应灵敏，特别在引弧起弧时焊接电源应马上提供后续电流：电弧才能顺利引燃，电感的大小直接影响di/dt（即电流上升率）。这就需要较高的空载电压，故动特性是影响引弧性能的 主要因素；而TIG焊引弧时，为解决动特性不好的问题，一般在焊接电源两输出极并联一个大电容；用来在引弧时提供较大的瞬时电流，因为焊接电流比较大时，电弧更容易引燃。本焊机电源组件的控制电路采用电流、电压数字型多闭环控制，反馈信号经微处理器分析再支持PWM脉宽调制进行控制，提供较大的电流上升率（di/dt），反应快故动特性好，可调性好，引弧容易，且电弧平稳，电流高度稳定，并备有推力电流调节以提高电弧挺度使熔池深、飞溅少，焊接质量好。第二节 逆变式直流弧焊电源（ZX7-315）工作原理及特点一逆变式直流弧焊电源工作原理框图（图B）直流弧焊电源是由三相交流电经三相整流桥堆变成500V以上的直流电压，并经滤波进入IGBT单端正激式逆变电路，变成高压（700V以上）高频（20KHZ以上）交流方波电压，再经高频变压器降压成100V以下的高频交流电压，再后经快速整流管整流，电抗器整定成直流输出电压，控制电路采用电流、电压、数字型多闭环控制；输出电压、主回路电压、反馈信号和主力、推力电流合成的电流合定值信号以及保护信号经微处理器跟踪、分析、预测整个系统变化趋势，对PWM脉冲调制进行控制，驱动IGBT逆变电源，确保IGBT逆变电路处于安全可靠的运行状态。二IGBT单端正激式逆变直流弧焊电源特点：1独特的安全与控制回路设计已获国家专利，改传统的事后保护为事前预防措施，确保整机始终处于最佳工作状态。2控制电路采用厚膜集成电路设计技术，通过其全闭合腔体屏蔽，断绝了干扰，提高了整机可靠性。3具有体积小、重量轻、效率高、功率大、结构紧凑等优点，尤其是负载持续率超过80%，特别适用于大强度、连续性焊接作业。4整机具有过压、欠压、缺相、过热、过流保护功能，模块化设计使维护维修方便。5电路确保电流上升率高，备有推力调节以提高电弧挺度，故引弧容易，焊弧平稳，电流高度恒定，熔池深、飞溅少，焊接质量好，且电流调整范围宽。6逆变电源具有软关断接口，可以很方便地增设外接保护软关断接口并进行有效控制。7若使用氩弧焊焊接，本机具有较宽调节规范的无级衰减电流，确保收弧时弧坑的充分填满，衰减时间由3秒至13秒内任意调节。第三节 电源的二次电压及其对电解的影响一HGQU-2000系列氢氧焰电弧焊割机电源的二次电压值介绍：1当负载为电阻性负载时：320A约为31V，300A时约为30V，240A时约为24V。2当作为电容性负载（如本机作为电解槽电源使用时）240A二次电压在28V左右。3当作为电弧焊、氩弧焊时二次电压值在2030V间。二电源二次电压对电解的影响1按电化学理论，得知电解时实际所需的分解电压都大于理论分解电压，此现象称为极化现象，而这一过电压在电化学理论中称为“超电压”，超电压是由于电阻极化造成“电阻超电压”，由于浓差极化造成的浓差超电压，由于化学极化(KOH电解液经电解化学反应，H+移向阴极，吸附在电极表面，直至氢分子积成气泡析出的过程快速进行需提供一定数量的外加电压)所需的活化超电压是这三个因素决定所需电源二次电压值。2为了顺利进行电解反应，经生产实践试验，本机达到额定产气量时，最佳分解电压值为28V。在外加分解电压（电源二次电压）作用下，电解液电解的同时温度升高，电解液粘度下降，离子迁移速度加快，电导能力加强，因而电解反应加速，离子的扩散速度加快，超电压减小。本机实践证明，当电源二次电压U2超过30V时，电解槽发热严重，温升过高90造成电解液水溶液产生沸腾，生成大量水蒸汽，混合在氢氧气中，这是不希望的，因此在电解时要控制电解液的温度并对分离罐的温升进行检测，并控制电解电压不能过高。3本机正常工作时应调节电流稳定在240A，此时电源输出电压（二次电压）在28V以下，如果发现电压一直高于28V，则电解液浓度偏低，需要补充适量的KOH调整电解液浓度。若小于20V则可能有漏电现象。第四节 ZX7-315逆变式直流弧焊电源容易出现的故障及排除方法和使用注意事项（3000、6000、9000型）一焊机电源常见故障分析及排除序号故障现象故 障 原 因排 除 方 法一开机后风机转动，无输出（无电压、无电流）1 缺相；2 过热、过压或欠压；3 缺相保护板内部故障或接触不良；4 电流调节电路接触不良；5 IGBT管、三相整流桥、电源变压器等内部主部件损坏；6 控制器内部故障；7 快速接头、启动按钮接触不良；8 软关断控制出错（含压控器、继电器、触点失控）；1 找出缺相并排除故障；2 检查输入电源电压及监测改善环境温度；3 拆下检查，更换保护板；4 使其接触良好，并检查有无10V，18V；5 电源组件需返修；6 更换控制器；7 使接触良好；8 检查纠正出错处（含更换故障元器件）；二空载电压过高1 电压反馈松动或折断；2 电压反馈线正负接反；3 输出端所并电容过大；4 电压表损坏失调或零点不对；1 检查反馈回路使其良好连接；2 纠正接线；3 减少电容量；4 送检、更换电压表；三空载电压过低1 输出端所并电容过小；2 电抗器损坏；3 高频变压器损坏；4 电压表损坏；5 高频整流管损坏；6 逆变桥半边断开；7 反馈线及主电流推力调节接线不良；1 更换大容量电容；2 更换电抗器；3 更换变压器；4 更换或送修；5 更换整流管；6 使恢复正常；7 使接触良好；四焊接电流偏高或达不到额定值1 电流控制器上下限电阻值不对；2 电流控制器与机箱短路；3 电流调节器电位器损坏或内部接触不良；4 电流表损坏；5 输出电缆接触不良，阻抗过大，压降损耗大，输出电流小；1 检查电阻值或重新调整电位器；2 消除短路现象；3 更换相同型号及阻值电位器；4 更换电流表并校验；5 应拧紧输出电缆接头及快速插头；五电源（空气开关）合不上闸1 空气开关坏；2 起动电流过大；3 内部有短路故障（如三相整流桥堆、IGBT、整流二极管短路损坏）；1 更换空气开关；2 检查电容板上10/2W是否损坏；3 电源故障应返修；六工作时机内出现异常响声，焊机跳闸1 电流调得过大；2 电流调节器接触不良或损坏；3 内部器件损坏，造成短路；4 外电源不正常；5 电源故障；1 应适当调小，不应超负荷使用；2 使接触良好或更换；3 更换损坏件，消除短路；4 停机检查外电源正常后才能工作；5 通知厂家或销售商解决；七长时间工作后出现自动关机或断弧现象或电流表摆动1 过热保护；2 电源大方板上温度控制引线（白色）因震动断型脱焊；3 缺相保护板内部存在故障或因温度过高造成工作不稳定；4 输入、输出电缆及快速插头接触不良；5 外电源电压不正常（偏高、偏低或缺相）1 查风机是否停转，环境温度是否过高；2 重新焊牢；3 更换或修理保护板或减低使用环境温度；4 使接触良好；5 停机、检查外电源正常后才能工作；八无空载电压（或低或不稳）或无焊接电流1 过压等保护动作；2 高频输出元件损坏、断裂；3 高频输出元件（高频变压器、电抗器）连接引线松动，接触不良；4 电流调节板与大方板接触不良；5 电源故障；1 检查电网电压；2 更换损坏件；3 使接触良好；4 使接触良好；5 通知厂家或销售商解决或返修；九电解产气时电解槽风机不转，或绿灯不亮，红灯亮，限压时红灯灭1 风机故障；2 控制器内部故障；3 压控器故障；1 更换或修理风机；2 更换或检修控制器；3 检查压控器是否失调或更换压控器；十飞溅大、起弧困难或不起弧1 高频变压器短路；2 电抗器短路；3 空载电压过低；1 排除或更换；2 排除或更换；3 按（三）排除方法处理；十一电弧焊时电解槽风机转动1 控制器内电位器调节位置变动；1 调节电位器位置使电弧焊时不转动，电解时才转动；十二氩弧焊时无衰减或不起弧1 工作状态选择开关位置不对或内部损坏；2 氩弧焊枪上按钮失灵；3 电流调节板或调节电位器内部故障或接触不良；1 检查修理或更换；2 修理或更换；3 检查修理或更换；十三压力控制失灵1 压控器故障；2 气管堵塞；3 控制器内部故障；1 更换压控器；2 疏通管道；3 检查控制器压力控制相关元件或更换。二ZX7-315逆变式直流弧焊机电源使用注意事项1每次使用焊机电源时应将主力电位器和平共处 器从起调位置逐渐调大至所需值，以防一开机超负荷使用给焊机造成伤害，并注意定期清理机内灰尘，焊机应放置在通风良好、周围环境较清洁的地方，除尘时应用皮老虎或吸尘器或无水压缩空气，严防油水进入电气部件上。2焊机出厂前已调试完毕，使用时不得再行调整电源内部参数，以免造成电源的损坏。3不得局部测试焊机电源的信号和参数而造成焊机电源的损坏。4用户应严格按用户手册上的要求进行合理使用，不得任意添加、改动某些电气控制环节，以免造成意外，若要改动须商讨许可前提下方可实施。5本焊机输出电流大于电源允许输出的最大电流时，电源控制系统将产生保护，并伴有鸣叫声。但若在该状态下工作，将对焊机电源的可靠性和使用寿命产生不利影响。6本焊机在空载时或引弧、起弧时会出现啸叫声，是由于逆变焊机处于间歇分频工作状态时会出现了高频啸叫声，这不是故障，是属正常现象，如果正常工作时出现规则性异常响声，可能是高频电抗器或其他高频元件紧固有松动现象，固紧后即可消除，如果仍有响声，有可能因高频电抗器内部故障（如产生涡流）应更换。7当焊机出现故障，无输出时，可以粗略用下法区别故障是否属电源部分，只要使焊机处于空载状态，并插去电源大方板（印制板）三色扁排线软关断插头，开机后如果有空载电压并达正常值，可以粗略排除电源故障，应把注意力放在其他部位寻找故障点。第三章 HGQU-2000系列氢氧焰电弧焊割机操作第一节 氢氧焰电弧焊割机的安装一对安装场地的基本要求1场地应具有较好的通风条件，而不应是一个密闭不透风的房间，以免万一由于氢氧气的泄漏而引发安全事故。2尽可能安装在粉尘较少的地方，以免过多的粉尘进入机内电器部分而产生故障和降低使用寿命。3场地应干燥，不易被雨淋和雨水浸泡。4场地还要具备三相四线制供电网路电源，以便接电安装。5周边10米区域内不存在易燃易爆物品。二焊割机的安装 本机底部装有四个轮子，其中两个为万向轮，便于用户搬运，因此也不需要用水泥或其它方法固定在某一位置。 接电安装：本机采用三相四线制380伏供电，机内与供电网路接电安装时，一定要引起注意。其接电安装示意图如下：本机接入网路电后，可通电试机，观察接电安装是否正确。即先合上电源总开关K，此时焊割机已接入网路电。然后开启总开关(22)（见说明书），工作指示灯(13)应该亮，再按下工作开关(21)，如电压表显示出电源空载电压（约70伏），电源冷却风扇工作，则说明接电安装正确。注意：零线要从电源拉出，而不能用接地来代替零线。机壳应按要求接地。 第二节 氢氧焰电弧焊割机的操作一开机使用前的准备1电解液的配制和加入 电解液的成分和浓度：用于氢氧焊割机的电解液成分为氢氧化钾（KOH）和水，其中氢氧化钾的纯度最好为分析纯或化学纯，水要求为去离子水（如蒸馏水或凉开水）。电解液的浓度比例为：含KOH 2025%本机电解液总重量约26公斤（以加液线为准）。 电解液的配制：配制容器和搅拌棒必须是塑料或瓷质制品，以免碱液腐蚀。配制时，容器先盛水（20公斤），再把KOH（6公斤）倒入水中，倒入时最好同时用搅拌棒进行搅拌，避免由于KOH在水中溶解产生大量的热量把塑料制品底部烧坏。 电解液的加入：电解液配制完毕后，应待其完全冷却下来再加入，加入时，把分离罐盖逆时针方向拧下，插上塑料漏斗，再用塑料勺缓缓加入，直到前面操纵板液位计显示稳定在“加液上限”红线位置为止。加完液后将盖子拧紧。加液时，要注意避免电解液溅到人体皮肤上，一旦溅上，应尽快用水冲洗或用3%硼酸溶液清洗。另外，若加液过量（包括以后正常使用时每天加水），即超出液位计“加液上限”红线位置时，将会出现翻液，影响正常工作，这是不允许的，必须特别注意。2水封罐液的加入 水封罐的作用是对电解槽输出来的氢氧气进行清洁，采用水密封和过滤。水也必须是去离子水（如蒸馏水或凉开水），加入时先将罐盖拧开，再用漏斗和勺把水加入，其加入量以水封液位计“加液红线”为准（右侧面靠后位置），加完水后将盖子拧紧，该水封罐在较长时间工作后，由于电解槽输出的氢氧气带有少量水汽，经水封过滤后滞留下来，所以液位会慢慢增长。当水封液位计增长到液位计“放液红线”位置时，应通过机器尾端水封放液阀将多余的水放掉至“加液红线”位置。3汽油助剂的加入 焊接和切割时（尤其是焊接），为了增强火焰的还原性，还需加入汽油作为助剂，通过机内的雾化器，将汽油雾化后与氢氧气混合输入焊（割）炬喷出燃烧，形成还原性较强的焊接或切割火焰。 汽油牌号最好是180#、120#溶剂汽油，但也可采用92#、90#汽车用汽油。溶剂汽油的雾化效果好、浪费少，而汽车用汽油的雾化效果较差，浪费相对较多。 加汽油时，先把助剂罐盖打开，用漏斗将汽油加入，其加入量以机器前面助剂液位计“上限红线”为准，绝对不要超过，但可以少加。如果使用时间短，且与下次使用时间间隔较长，可以少加，如加到助剂液位计的一半或1/3高度。 加完汽油后，应立即把助剂罐盖盖上并拧紧。在加汽油过程中，一定要注意安全，周围5米之内不允许有明火存在，否则容易起火而引发火灾。4电源输出端与电解槽输入端之间的连接 将随机带的两根（一根两头为红色，一根两头为黑色）快速插头连接导线，分别把电源输出端和电解槽输入端连接起来，红色插头对红色插座，黑色插头对黑色插座，分别插入后还必须顺时针方向拧紧，否则，会因长时间通过大电流而发热。同时，在连接前应把工作开关（ST）关掉或把电流调节旋纽调至0，不然在连接瞬间将产生电弧，容易把快速插头和插座烧坏，更严重时电弧还会把手烧伤。5焊（割）炬与氢氧焊割机之间的连接 焊（割）炬与氢氧焊割机之间应采用耐压0.5MPa或0.1MPa的橡胶管（即常用的绿色乙炔管）进行连接，其长度可根据需要自行选定，一端接焊割机前面出气嘴，另一端接焊（割）炬乙炔气接嘴。为了更好地防止回火的发生，在焊（割）炬尾部23米处加接一个回火防止器。由于氢氧焰焊（割）炬均沿用乙炔氧火焰焊（割）炬，因此氢氧混合气体输气管应接在焊（割）炬原来用于接乙炔气管的接嘴上。在连接时，各个连接点必须用卡箍固定牢，绝不允许有氢氧气泄漏，以免引发安全事故。二氢氧焊割机的操作1开机 开机通电之前，应将电流调节旋纽、推力电流调节旋纽调至0位置。 开机：合上空气开关(22)，工作指示灯(13)亮，电源冷却风扇转动。 按下工作开关(21)，调整电流调节旋纽，并观看电流表，将电流调至240安培（HGQU-2000/315型），此时电压也显示电解槽工作电压（约30伏），电解槽开始产气（氢和氧），并输入焊（割）炬。 检查机内压控系统和密封性能是否正常：a. 压控系统的检查 关闭焊（割）炬氢氧气阀门，此时机内产气系统压力逐渐升高并观察压力表，当表压升至0.160.01MPa时，即为限压状态（工作指示绿灯灭，限压指示红灯亮），电源断电无直流输出供给电解槽，制气也就停止。当把焊（割）炬氢氧气阀门打开，氢氧气从焊（割）炬喷出，此时机内供气系统压力逐渐降低，当表压降至0.140.01MPa时，机内电源自动恢复正常工作，供给电解槽240安培直流电流，又开始产气。照此反复进行23次，如正常则说明机内压控系统灵敏、可靠。b. 密封性能的检查 按检查压控系统的方法，使机内产供气系统压力升至0.16MPa后，保持约5分钟，观察气压力表指针是否下降。如有下降，说明系统有泄漏点存在，应停机检查修复。如没有下降，证明系统无泄漏点存在，可以往下进行正常的焊（割）操作。2焊（割）操作 焊（割）操作参照第四章内容（包括点火、关火、火焰性质及大小的调整、焊接及切割工艺等）。 气焊、切割时的电流调节：本机额定工作电流为240安培，此时的额定产气量为2000升/小时。如果实际操作时，用气量不大（如只用一把焊炬或用G01-30小号割炬），会使产供气系统不断地处于限压与未限压状态之间，造成气压波动大，影响焊接或切割火焰的稳定性。此时，可以适当地调小电流，使产气量和用气量相对处于平稳状态。焊（割）火焰的大小就比较稳定，而不会忽大忽小。要找到一个恰当的电流值，需在实际操作中，根据所使用的不同型号（嘴头号）的焊（割）炬和实际需要的火焰大小，进行反复调整几次。3停机 先将电流调节旋纽调至0位置。 关断电源工作开关（ST），电源停止工作。 切断空气开关（POWER），本机总电源断。 打开焊（割）炬氢氧气阀，把机内产供气系统的氢氧气全部放掉，直至气压表指针为0。停止焊（割）作业后，如长时间使机内产供气系统处在一定压值下，容易损坏气压表或出现其它不安全因素。4机内几种液体的排放：（排放均应在停机无压力状态下进行） 储气罐余液的排放：按要求储气罐中的余液越少越好，但因长时间工作后，氢氧气带入的水分会增多，影响输入焊（割）炬氢氧气的质量。因此要及时排放。其方法是用扳手把机尾余液阀打开，余液即可排出并用塑料勺接住。排放完，再把阀门拧紧。 水封罐液的排放：本机工作一定时间后，水封罐的液会增加，当液位升至排液红线时，用扳手把机尾水封液阀打开，多余的水封液即可排出并用塑料勺接住。 当焊割机需要转移或运输到一个较远的地方使用时，最好应把机内的汽油助剂排放出来，盛入安全可靠的容器中储存。其方法是用扳手把机尾助剂放液阀打开，最好套一段约8公分长的塑料管，将放出的汽油引入容器中储存，排放完后将阀拧紧。 电解液的排放：电解液的使用寿命很长，通常不要轻易放出来。当因机子运行时间长需要清洗电解槽时，则要把电解液全部排放出来，其方法是用扳手把机尾靠下方电解液放液阀打开，电解液即流出，下面用塑料容器接。由于电解槽内各极板供电解液流动的孔径很小，所以要把电解槽内的电解液全部放干净，需要的时间较长（约23小时）。第四章 氧燃气（氢气）切割与焊接操作第一节 氧燃气（氢气）切割操作一氧燃气的切割原理 氧燃气切割是利用气体火焰将金属预热到能够在氧气流中燃烧的温度（即燃点，碳钢的燃点约为11001150），然后开启切割氧，使金属剧烈氧化成熔渣（氧化铁渣）并从切口中吹掉，从而将金属分离的过程。1氧燃气切割条件： 氧燃气切割过程是预热燃烧吹渣的过程。但并不是所有的金属都能满足这个过程的要求，而只有符合下列条件的金属才能进行氧燃气切割。 金属在氧气中的燃烧点应低于其熔点。这是氧燃气切割正常进行的最基本条件，它能保证切割是燃烧的过程。如低碳钢的燃点约为11001150，而其熔点约为1500。因此，低碳钢完全满足了这个条件，具有良好的气割条件。碳钢中随着含碳量的增加，熔点则降低，而燃点则提高，这样使气割不易进行。当含碳量为0.7%的碳钢，其燃点和熔点几乎相等，而含碳量大于0.7%的碳钢，其燃点比熔点高，所以不易气割。从以上分析可以看出，碳钢的气割随着含碳的增加，其切割性能变差，当含碳量达到某一数值时，切割无法进行。铜、铝及铸铁的燃点比熔点高，所以不能采用氧燃气进行切割。 燃烧产生的金属氧化物熔点应低于金属熔点。切割过程中产生的金属氧化物必须是低熔点的，它应该低于气割处的金属熔点，同时流动性要好，这样的氧化物才能以液体状态从割缝处吹掉。如果金属氧化物熔点比金属熔点高，则被加热金属表面上的高熔点金属氧化物，会阻碍下层金属与切割氧流的接触，而使切割发生困难。如高铬或铬镍钢加热时，会形成高熔点（约1990）的三氧化二铬（Cr2O3），铝及铝合金加热时，会形成高熔点（约2050）的三氧化二铝（Al2O3）。所以这些材料不能采用氧燃气切割的方法，而只能采用等离子切割。 金属在切割氧射流中燃烧应是放热反应。这一条件也很重要，因为放热反应的结果是上层金属燃烧产生很大的热量，对下层金属起着预热作用，例如，在气割低碳钢时，由金属燃烧产生的热量约占70%，而由预热火焰所供给的热量仅为30%。所以切割中金属燃烧产生的热量是相当大的，起的作用也很大，有利于切割朝深（厚）度进行下去。相反，如金属燃烧反应是吸热反应，其结果是正好相反，导致切割过程无法进行。 金属的导热性不应太好。 如被切金属导热性太好，预热火焰加给金属的热量和切割中金属燃烧产生的热量很快会散失，使切割处金属温度急剧下降而低于燃点，切割则无法进行或起割后中途很容易产生断割现象。铜和铝及其合金材料除上所述的因加热时形成高熔点氧化物而不能进行气割外，铜和铝的导热性太好也是其中的一个重要原因。2氧燃气切割的化学反应 从氧燃气切割原理可以知道，切割时金属要产生剧烈的燃烧、氧化反应，同时还要产生大量的热量。切割过程中的化学反应方程式如下：a. Fe + O FeO + Q（267KJ） 第一种反应 b. 3Fe +2O2 Fe3O4 + Q（1120KJ） 第二种反应 c. 2Fe + 1.5O2 Fe2O3 +Q（825KJ） 第三种反应 其中，第二种反应的热量大大高于第一种反应，起到增加热量的作用。而第三种反应是在切割厚板时，多少会出现一下。从化学计算得知，把1公斤铁氧化成Fe3O4需要0.29M3的氧气。 在切割反应集中点（热点），由铁氧反应所产生的热量必须足够、连续地预热金属而使其达到燃烧点温度。但是，考虑到热辐射和热传导所产生的热量损失，应保证足够的热量来维持反应。因此，对于钢板表面的氧化膜、轧制鳞皮和其它脏物，必须预先用预热火焰把它熔化并吹除，以便预热火焰和切割氧气流能够直接作用于清洁的金属表面，确保被切割金属获取足够的热量并尽快达到燃烧点温度。3预热火焰的作用： 氧燃气切割中，预热火焰大致有如下四个作用：一是把金属表面温度提高到燃烧点；二是对切割过程提供足够的热量来维持切割反应；三是避免高压氧气流与空气形成紊流，使高压氧气流快风线挺而直；四是用来清除金属表面的氧化膜、油漆或其它脏物。4高压切割氧气流的作用： 氧燃气切割时，高压切割氧气流大致有如下二个作用：一是对切割反应金属燃烧提供充足的氧气，并加剧切割反应；二是将切割反应金属燃烧产生的氧化铁熔渣吹掉形成割缝，使金属（钢板）分离。二氧气和燃气： 氧燃气切割中，必不可少的当然是氧气和燃气，氧气是作助燃气体用，高压氧流还可吹掉熔渣。燃气是可燃气体，通过焊炬或割炬与氧按一定比例混合后燃烧，形成一股高温火焰，用来焊接或切割，也可用来作其它用途的加热热源。下面分别介绍一下氧气和几种燃气：1氧气： 氧气的性质：氧气在常温大气压下是一种无色、无味的气体，其分子式为O2；氧气的比重比空气重（在0和1个大气压下，1M3的氧气重为1.43公斤，而1 M3空气重为1.29公斤）；氧气是一种活泼的助燃气体，但它本身是不燃烧的。 氧气的纯度及对切割的影响：a. 工业用氧气一般分为二级。一级纯度不低于99.2%；二级纯度不低于98.5%。b. 氧气纯度较低时，会降低切割的效率和质量，同时增加熔渣量及其粘附能力。一般地说，氧气纯度降低1%，则切割速度大约降低15%，而氧气消耗大约增加25%。当氧气纯度降低到95%时，其切割作用将消失，而只能变成熔化作用和冲刷作用，这是不允许的。2燃气： 可以用于氧燃气切割的可燃气体种类很多，下面介绍几种常用的可燃气体。 乙炔（C2H2）：乙炔作为切割用燃气的历史比较悠久，而且一直被广泛采用，因此具有一定的优势，但其最大的缺点是对环境污染严重，对工人有害，因此随着人类社会文明程度和环境保护意识的不断提高，人们对乙炔能否继续长期使用下去，逐渐提到一个新的高度来认识了。可想而知，乙炔迟早会被对环境污染小，对工人操作无害的可燃气体取代。例如电解水获取氢气作为可燃气体就是其中的一种。性质：a.乙炔是碳氢化合物，分子式为C2H2，常温和大气压下是无色气体，但有臭味； b.乙炔本身具有爆炸性。爆炸条件是：当压力为1.5大气压，温度在580600，可能发生爆炸。另外，乙炔与氧（或空气混合时，即乙炔含量为2865%时，遇明火即要发生爆炸。 c.乙炔与铜、银等金属长期接触时，会生成爆炸物乙炔铜和乙炔银。 d.乙炔与氧混合燃烧的温度高，最高达31003200，焊接和切割的加热速度快。乙炔的制取、燃烧对环境及人体带来的污染和危害：a.电石（CaC2）的制取及对环境带来的污染： 电石（CaC2）是由生石灰（CaO）和焦碳在电炉中高温熔炼而成。因此，在开采生石灰（CaO）矿和制取焦碳过程中，对生态环境肯定要造成一定程度的破坏，而将生石灰（CaO）和焦碳放在电炉中高温熔炼过程中，也会产生很多有害的气体和粉尘排放到大气中，给环境带来严重污染，同时大量的炉渣也会对环境带来不少麻烦。b.乙炔的制取及对环境带来的污染： 乙炔是由电石（CaC2）加水反应而生成的，其化学反应方程式：CaC2+2H2O= C2H2 +Ca(OH)2+Q，反应后的废物为Ca(OH)2，在大量的制取乙炔过程中，必然产生大量的Ca(OH)2，如处理不妥，也会对环境造成污染。c.燃烧对环境和人体带来的污染和危害： 焊接和切割时，乙炔与氧气通过焊炬和割炬按一定比例混合燃烧后，除产生足够的热量外，还会产生大量的CO和SO2废气，对环境造成污染和对人体（特别是操作工）带来危害。 氢气（H2）：氢气作为切割用燃气，虽然历史不算悠久，但其作为一种环保型可燃气体，正被世界越来越多的人们所关注，并想方设法广泛应用于工业生产中焊接和切割领域中去，也许在不远的将来逐步取代乙炔气。性质：a. 常温和大气压下是一种无色无味的气体；b. 氢气比重比空气轻（在15.6，一个大气压下比重为0.07），因此单位体积大；c. 燃烧热值比乙炔气低，氢与氧混合燃烧温度最到达27002800；d. 氢气的燃烧速度快，易发生回烧（回火）；e. 氢气完全燃烧所需的氧气比乙炔完全燃烧所需的氧气少得多。从H2+0.5O2 H2O+Q燃烧化学反应方程式可知，一个体积的氢完全燃烧只需0.5个体积的氧气，而乙炔则需2.5个体积的氧气；f. 氢气燃烧的燃烧热值比乙炔低（与氧气混合燃烧火焰温度比乙炔低，约2870），氢气的燃烧是在单一反应中进行，其热值为12MJ/m3。而乙炔等其它碳氢化合物燃气的燃烧会发生一次反应和第二次反应，总热值则高，如乙炔为55MJ/m3。三焊炬和割炬 在氧燃气火焰焊接与切割中，焊炬和割炬是必不可少的工具。氧气和燃气通过焊炬或割炬混合由焊嘴或割嘴喷出点火即燃烧形成高温火焰，而火焰的大小和性质可通过氧气和燃气手动调节阀进行调整。 焊炬和割炬国内推行的标准是原机械行业标准，焊炬的标准号为JB/T6969-93，割炬的标准为JB/T6970-93。 随着除乙炔之外的其它燃气的使用，国内又出现了适合于这些总热值较低的燃气使用的焊炬和割炬。这类焊割炬主要在焊、割嘴方面作了较大改进，即我们通常所说的“梅花嘴”和快速割嘴。这种“梅花嘴”和快速割嘴的最大特点就是加大了出气面积，使出气量增大，因此火焰也大，以便使这些燃烧热值低的燃气也能达到和乙炔气差不多的效果。而快速割嘴是以拉伐尔喷管作切割氧喷管，以便获得高速切割氧流，改善切割效果和提高切割速度。1焊炬： 焊炬分为射吸式和等压式两种，最为常用的是射吸式焊炬，JB/T6969-93就是射吸焊炬标准。 焊炬型号、焊嘴数及焊接厚度范围：型号焊接厚度（碳钢）焊嘴数（号）备 注H01-20.52mm5个，1、2、3、4、5#1# 最小H01-626mm5个，1、2、3、4、5#1# 最小H01-12612mm5个，1、2、3、4、5#1# 最小H01-201220mm5个，1、2、3、4、5#1# 最小焊炬型号的含义：以H01-6为例说明。 氢氧火焰焊炬： 目前我们公司生产销售配套