气焊与气割工艺教材

§3-1气体火焰§3-2气焊§3-3气割第三章气焊与气割§3-1气体火焰一、产生气体火焰的气体1.氧气在常温、常态下氧是气态，分子式为O2。氧气本身不能燃烧，但能帮助其他可燃物质燃烧，具有强烈的助燃作用。氧气的纯度对气焊与气割的质量、生产率和氧气本身的消耗量都有直接影响，气焊与气割对氧气的要求是纯度越高越好。2.乙炔乙炔是由电石（碳化钙）和水相互作用而得到的一种无色而带有特殊臭味的碳氢化合物，其分子式为C2H2。乙炔是可燃性气体，它与空气混合时所产生的火焰温度为2350℃，而与氧气混合燃烧时所产生的火焰温度为3000~3300℃。乙炔是一种具有爆炸性的危险气体，在一定压力和温度下很容易发生爆炸。3.液化石油气液化石油气的主要成分是丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）、丙烯（C3H6）等碳氢化合物。在常压下以气态存在，在0.8~1.5MPa压力下，就可变成液态，便于装入瓶中储存和运输，液化石油气由此而得名。液化石油气与乙炔一样，与空气或氧气形成的混合气体具有爆炸性。但它比乙炔安全得多。二、气体火焰的种类与性质1.氧乙炔焰氧乙炔焰的构造和形状ａ)中性焰ｂ)碳化焰ｃ)氧化焰１—焰心２—内焰３—外焰氧乙炔焰的分类2.氧—液化石油气火焰氧—液化石油气火焰的构造，同氧乙炔火焰基本一样，也分为氧化焰、碳化焰和中性焰三种。其焰心也有部分分解反应，不同的是焰心分解产物较少，内焰不像乙炔那样明亮，而有点发蓝，外焰则显得比氧乙炔焰清晰且较长，由于液化石油气的着火点较高，使得点火较乙炔困难，必须用明火才能点燃。§3-2气焊一、气焊的原原理、特点及及应用1.气焊的原理气焊过程示意意图１—混合气管２２—焊件３—焊缝４—焊丝５—气焊火焰６６—焊嘴气焊原理及特点2.气焊的特点及及应用气焊的优点是是：设备简单单、操作方便便、成本低、、适应性强，，在无电力供供应的地方可可方便焊接。。气焊的缺点是是：火焰温度度低、加热分分散、热影响响区宽、焊件件变形大且过过热严重，气气焊接头质量量不如焊条电电弧焊容易保保证；生产率率低，不易焊焊接厚的金属属；难以实现现自动化。二、气焊焊接接材料1.气焊丝2.气焊熔剂气焊材料气焊熔剂牌号号用CJ+三位数字表示示，其编制方方法为：CJ×××。三、气焊设备备及工具气焊设备的组组成１—氧气胶管２２—焊炬３—乙炔胶管４４—乙炔瓶５—乙炔减压器６６—氧气减压器７７—氧气瓶1.氧气瓶氧气瓶ａ)外形ｂ)构造１—瓶底２—瓶体３—瓶箍４—氧气瓶阀５—瓶帽６—瓶头氧气瓶及氧气减压器2.乙炔瓶乙炔瓶ａ)外形ｂ)构造１—瓶口２—瓶帽３—瓶阀４—石棉５—瓶体６—多孔填料７７—瓶底乙炔瓶及乙炔减压器、焊炬3.液化石油气瓶瓶液化石油气瓶瓶ａ)外形ｂ)构造１—护罩２—瓶阀３—瓶体４—底座4.减压器（1）减压器的作作用及分类减压器的作用用是将气瓶内内的高压气体体降为工作时时所需的压力力，并保持工工作时压力稳稳定。减压器按用途途不同可分为为氧气减压器器、乙炔减压压器、液化石石油气减压器器等；按构造造不同可分为为单级式和双双级式两类；；按工作原原理不同可分分为正作用式式和反作用式式两类。（2）氧气减压器器单级反作用式式氧气减压器器ａ)外形ｂ)非工作状态ｃｃ)工作状态1—高压表2—高压室3—低压室4—调压弹簧5—调压手柄6—薄膜7—通道8—活门9—活门弹簧10—低压表（3）乙炔减压器器（4）液化石油气气减压器液化石油气减减压器的作用用也是将气瓶瓶内的压力降降至工作压力力并稳定输出出压力，保证证供气量均匀匀，一般民用用的减压器稍稍加改制即可可用于切割一一般厚度的钢钢板。另外，，液化石油气气减压器也可可以直接使用用丙烷减压器器。5.焊炬（1）焊炬的作用用及分类焊炬的作用是是将可燃气体体和氧气按一一定比例混合合，并以一定定的速度喷出出燃烧，从而而生成具有一一定能量、成成分和形状稳稳定的火焰。。焊炬按按可燃燃气体体与氧氧气混混合的的方式式不同同，可可分为为射吸吸式焊焊炬（（也称称低压压焊炬炬）和和等压压式焊焊炬两两类。。（2）射吸吸式焊焊炬的的构造造及原原理射吸式式焊炬炬ａ)外形ｂｂ)构造１—乙炔阀阀２２—乙炔导导管３３—氧气导导管４４—氧气阀阀５５—喷嘴３３—射吸管管７７—混合气气管８８—焊嘴对对（3）焊炬炬型号号的表表示方方法焊炬型型号是是由汉汉语拼拼音字字母H+表示结结构形形式和和操作作方式式的序序号及及规格格组成成。6.输气胶胶管氧气瓶瓶和乙乙炔瓶瓶中的的气体体须用用橡皮皮管输输送到到焊炬炬或割割炬中中，根根据国国家标标准《气体焊焊接设设备焊焊接、、切割割和类类似作作业用用橡胶胶软管管》规定，，氧气气管为为蓝色色，乙乙炔管管为红红色，，连接接于焊焊炬的的胶管管长度度不能能短于于5m，但太太长了了会增增加气气体流流动的的阻力力，一一般在在10~15m为宜。。焊焊炬用用橡皮皮管禁禁止油油污、、漏气气，并并严禁禁互换换使用用。7.其他辅辅助工工具（1）护目目镜（2）点火火枪使用手手枪式式点火火枪点点火最最为安安全方方便。。此外，，焊工工具还还包括括清理理工具具，如如钢丝丝刷、、手锤锤、锉锉刀；；连连接和和启闭闭气体体通路路的工工具，，如钢钢丝钳钳、铁铁丝、、皮管管夹头头、扳扳手等等，以以及清清理焊焊嘴的的通针针。四、气气焊工工艺1.接头形形式气焊的的接头头形式式ａ)卷边接接头ｂｂ)对接接接头ｃｃ)角接接接头2.气焊参参数（1）焊丝丝型号号、牌牌号、、直径径（2）气焊焊熔剂剂气焊熔熔剂的的选择择要根根据焊焊件的的成分分及其其性质质而定定，一一般碳碳素结结构钢钢气焊焊时不不需要要气焊焊熔剂剂；而而不锈锈钢、、耐热热钢、、铸铁铁、铜铜及铜铜合金金、铝铝及铝铝合金金气焊焊时，，则必必须采采用气气焊熔熔剂。。（3）火焰焰的性性质及及能率率1）火焰焰的性性质2）火焰焰能率率（4）焊嘴嘴尺寸寸及焊焊炬的的倾斜斜角度度焊嘴是是氧乙乙炔混混合气气体的的喷口口，每每把把焊炬炬备有有一套套口径径不同同的焊焊嘴，，焊接接较厚厚的焊焊件时时应选选用较较大的的焊嘴嘴。焊炬倾倾斜角角与焊焊件厚厚度的的关系系焊丝与与焊炬炬、焊焊件的的位置置（5）焊接接方向向右向焊焊法和和左向向焊法法ａ)右向焊焊法ｂｂ)左向焊焊法右向焊法左向焊法（6）焊接接速度度气焊参参数对对焊接接质量量和焊焊缝成成形的的影响响§3-3气割一、气气割的的原理理、特特点及及应用用1.气割的的原理理气割是是利用用气体体火焰焰的热热能，，将工工件切切割处处预热热到燃燃烧温温度后后，喷喷出高高速切切割氧氧流，，使其其燃烧烧并放放出热热量，，从而而实现现切割割的方方法。。气割过过程1—割缝2—割嘴3—氧气流流4—工件5—氧化物物6—预热火火焰2.气割的的特点点及应应用（1）气割割的优优点1）切割割效率率高，，切割割钢的的速度度比其其他机机械切切割方方法快快。2）机械械方法法难以以切割割的截截面形形状和和厚度度，采采用氧氧乙炔炔焰切切割比比较经经济。。3）气割割设备备的投投资比比机械械切割割设备备的投投资低低，气气割设设备轻轻便，，可用用于野野外作作业。。4）切割割小圆圆弧时时，能能迅速速改变变切割割方向向。5）可进进行手手工和和机械械切割割。（2）气割割的缺缺点1）切割割的尺尺寸精精度低低，切切割后后的尺尺寸公公差劣劣于机机械方方法获获得的的尺寸寸公差差。2）预热热火焰焰和排排出的的赤热热熔渣渣存在在发生生火灾灾、烧烧坏设设备、、烧伤伤操作作工等等危险险。3）切割割时，，燃气气的燃燃烧和和金属属的氧氧化需需要采采用合合适的的烟尘尘控制制装置置和通通风装装置。。4）切割割材料料受到到限制制。（3）气割割的应应用气割的的效率率高，，成本本低，，设备备简单单，并并能在在各种种位置置进行行切割割和在在钢板板上切切割各各种外外形复复杂的的零件件，因因此，，广泛泛应用用于钢钢板下下料、、开焊焊接坡坡口和和铸件件浇冒冒口的的切割割，切切割厚厚度可可达300mm以上。。二、气气割的的条件件及金金属的的气割割性1.气割的的条件件（1）金属属在氧氧气中中的燃燃点应应低于于熔点点，这这是氧氧气切切割过过程能能正常常进行行的最最基本本条件件。（2）氧气气切割割过程程产生生的金金属氧氧化物物的熔熔点必必须低低于该该金属属本身身的熔熔点，，同时时流动动性要要好，，这样样的氧氧化物物能以以液体体状态态从割割缝处处被吹吹除。。（3）金属属在切切割氧氧射流流中燃燃烧应应该是是放热热反应应。因因为放放热反反应的的结果果是上上层金金属燃燃烧产产生很很大的的热量量，对对下层层金属属起着着预热热作用用。（4）金属属的导导热性性不应应太高高，否否则预预热火火焰及及气割割过程程中氧氧化所所析出出的热热量会会被传传导散散失，，使气气割不不能开开始或或中途途停止止。2.常用金金属的的气割割性（1）低碳碳钢和和低合合金钢钢能满满足要要求，，所以以能很很顺利利地进进行气气割。。（2）铸铁铁不能能用氧氧气切切割。。（3）高铬铬钢和和铬镍镍钢会会产生生高熔熔点的的氧化化铬和和氧化化镍（（约1990℃），，使气气割发发生困困难。。（4）铜、、铝及及其合合金燃燃点比比熔点点高，，导热热性好好，使使气割割发生生困难难。三、气气割设设备及及工具具1.割炬（1）割炬炬的作作用及及分类类割炬的的作用用是将将可燃燃气体体与氧氧气以以一定定的比比例和和方式式混合合后，，形成成具有有一定定能量量和形形状的的预热热火焰焰，并并在预预热火火焰的的中心心喷射射切割割氧气气进行行气割割。割炬按按可燃燃气体体与氧氧气混混合的的方式式不同同可分分为射射吸式式割炬炬和等等压式式割炬炬两种种；按按可燃燃气体体种类类不同同可分分为乙乙炔割割炬、、液化化石油油气割割炬等等。气割及其工具（2）射吸吸式割割炬的的构造造及原原理1）射吸吸式割割炬的的构造造射吸式式割炬炬ａ)外形ｂｂ)构造1-割嘴2-混合气气管3-射吸管管4-喷嘴5-预热氧氧调节节阀6-乙炔调调节阀阀7-乙炔接接头8-氧气接接头9-切割氧氧气调调节阀阀10-切割氧氧气管管割嘴与与焊嘴嘴ａ)焊嘴ｂｂ)环形割割嘴ｃｃ)梅花形形割嘴嘴2）射射吸吸式式割割炬炬的的工工作作原原理理气割割时时，，先先开开启启预预热热氧氧调调节节阀阀和和乙乙炔炔调调节节阀阀，，点点火火产产生生预预热热火火焰焰对对割割件件进进行行预预热热，，待待割割件件预预热热至至燃燃点点时时，，即即开开启启切切割割氧氧调调节节阀阀，，此此时时高高速速切切割割氧氧气气流流经经切切割割氧氧气气管管，，由由割割嘴嘴的的中中心心孔孔喷喷出出，，进进行行气气割割。。（3）割割炬炬型型号号的的表表示示方方法法割炬炬型型号号是是由由汉汉语语拼拼音音字字母母G+表示示结结构构形形式式和和操操作作方方式式的的序序号号及及规规格格组组成成。。（4）液液化化石石油油气气割割炬炬对于于液液化化石石油油气气割割炬炬，，由由于于液液化化石石油油气气与与乙乙炔炔的的燃燃烧烧特特性性不不同同，，因因此此不不能能直直接接使使用用乙乙炔炔用用的的射射吸吸式式割割炬炬，，需需要要进进行行改改造造，，或或配配用用液液化化石石油油气气专专用用割割嘴嘴。。液化化石石油油气气割割炬炬除除可可以以自自行行改改制制外外，，也也可可购购买买液液化化石石油油气气专专用用割割炬炬。。（5）等等压压式式割割炬炬等压压式式割割炬炬ａ)外形形ｂｂ)构造造1-割嘴嘴2-割嘴嘴接接头头3-切割割氧氧气气管管4-乙炔炔气气管管5-切割割氧氧气气调调节节阀阀6-主体体7-氧气气接接头头8-乙炔炔接接头头9-预热热氧氧气气调调节节阀阀10-预热热氧氧气气气气管管2.气割割机机气割割机机是是代代替替手手工工割割炬炬进进行行气气割割的的机机械械化化设设备备。。（1）半半自自动动气气割割机机（2）仿仿形形气气割割机机（3）数数控控气气割割机机数控控气气割割机机１—导轨轨２２—门架架３３—小车车４４—控制制机机构构３３—割炬炬四、、气气割割工工艺艺1.气割割参参数数气割过程气割基本操作（2）气气割割速速度度后拖拖量量ａ)速度度正正常常ｂｂ)速度度过过大大（3）预预热热火火焰焰性性质质及及能能率率预热热火火焰焰的的作作用用是是把把金金属属割割件件加加热热，，并并始始终终保保持持能能在在氧氧气气流流中中燃燃烧烧的的温温度度，，同同时时使使钢钢材材表表面面上上的的氧氧化化皮皮剥剥落落和和熔熔化化，，便便于于氧氧气气流流与与铁铁化化合合。。预热热火火焰焰能能率率是是以以每每小小时时可可燃燃气气体体消消耗耗量量来来表表示示的的，，应应根根据据割割件件厚厚度度来来选选择择，，一一般般割割件件越越厚厚，，预预热热火火焰焰能能率率应应越越大大。。（4）割割嘴嘴与与割割件件的的倾倾斜斜角角度度割嘴嘴与与割割件