项目三气焊与气割课件.ppt

1、项目三：项目三：气焊与气割气焊与气割 自1903年将氧-乙炔火焰用于金属焊接与切割以来，至今已有一百多年的历史。虽然气体火焰焊接与切割方法存在一些缺点，且不适用于某些金属材料，但因其具有设备简单，搬运方便，焊缝尺寸和形状容易控制，切割效率高和切口质量好，不需要电源且成本低等优点，以及在铜、铝等有色金属的焊接与切割领域仍有其独特的优势，所以仍是目前广泛采用的焊接与切割方法之一。模块一模块一:气焊与气割气焊与气割基础知识基础知识一、气焊一、气焊 气焊是利用可燃气体与助燃气体混合后燃烧产生的气体火焰来加热并熔化母材和填充焊丝的一种焊接方法，最常用的是氧-乙炔焊.与电弧焊相比，气焊具有以下优缺点：（1

2、）设备简单且移动方便；（2）熔池可见性好，且熔池温度、焊缝尺寸及形状容易控制；（3）易于实现单面焊双面成形；（4）适用于薄板和薄壁管的焊接；（5）便于预热和局部焊后热处理；（6）不需要电源，特别适用于无电源的野外施工，无电击危险；（7）成本低。其主要缺点是：（1）火焰温度低、热量分散，因此热影响区大，接头的晶粒粗大，性能差且变形严重；（2）生产效率低，不适用于焊接厚大工件；（3）气体火焰中的氧易使焊接区的合金元素烧损，从而降低焊缝的性能；（4）焊接过程中，如不遵守操作规程和要求，存在发生火灾、爆炸的危险。二、气割二、气割 气割是利用气体火焰的热能将部分工件加热到燃点后，以高速喷射的高压氧气流使

3、金属剧烈燃烧并放出热量，同时将生成的熔渣迅速排除从而形成割缝的方法。气体火焰的切割条件（1）金属的燃点必须低于熔点；（2）金属在燃烧时能放出大量的热量，且金属本身的热导率较低；（3）金属燃烧所产生的氧化物（熔渣）的熔点必须低于金属本身的熔点。三、气焊与气割的安全特点三、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、气割的主要任务。在气焊火焰的作用下，尤其是气割时氧气射流的喷射，使熔珠和铁渣四处飞溅，容易造成灼烫事故。而且较大的熔珠和铁渣能飞溅到距操作点5米以外的地方，引燃可燃易爆物品，从而发生火灾与爆炸。气焊与气割的火焰温度高达3 200 以上，被焊金属在高温

4、作用下蒸发成金属蒸汽。在焊补操作中，还会遇到产生其他有毒和有害气体，尤其是在密闭容器、管道内的气焊、气割操作等均会对焊接作业人员造成危害，也有可能造成焊工中毒。模块二模块二 气焊与气割气焊与气割-工艺知识工艺知识 气焊常用的气体火焰是氧-乙炔焰，气割用预热气体主要有氧气、乙炔和液化石油气等。一、氧气一、氧气 氧（O2）是一种无色、无味、无毒的气体，大气压下温度降至-182.96时，氧由气态变为蓝色的液态，在-218.4时成为固体。氧气不是可燃气体，但它是一种化学性质极为活泼的助燃气体，能使其他的可燃物质发生剧烈燃烧（氧化），并能同许多元素化合生成氧化物。在空气中正常氧含量约为21，如低于18则

5、为缺氧。高浓度氧易引发火灾事故，工业用气体氧的纯度一般分为两级：一级纯度不低于99.2；二级纯度不低于98.5%。由于乙炔和液化石油气只有在纯氧中燃烧才能达到最高温度，因此气焊和气割必须选用高纯度氧气，否则会影响燃烧效率和切割效果。高压氧气与油脂、炭粉等易燃物接触，会引起自燃和爆炸。二、乙炔二、乙炔 乙炔（C2H2）是一种未饱和的碳氢化合物，化学性质活泼。纯乙炔为无色、无味气体，工业用乙炔因含有硫化氢和磷化氢有特殊臭味。乙炔中毒主要是损伤人的中枢神经系统。乙炔具有以下特性1乙炔与空气混合燃烧时所产生的火焰温度为2 350，而与氧气混合燃烧的火焰温度可达3 0003 300。2乙炔与空气或氧气混

6、合时易引发氧化爆炸。乙炔与空气混合时，爆炸极限为2.281（指乙炔在混合气体中占有的体积），自燃温度为305；而与氧气混合时，爆炸极限为2.893，自燃温度为300。由此可知，乙炔爆炸极限下限低，爆炸极限范围大，自燃温度低，在200300时会发生聚合反应并放出热量，与铜或银及其盐类长期接触会生成极易爆炸的乙炔铜、乙炔银，所以乙炔危险性比较大。3在一定压力下，只要温度合适，乙炔即发生分解爆炸。当乙炔压力为0.15 MPa、温度达580时，乙炔便开始分解爆炸。压力越高，乙炔分解爆炸所需的温度越低。有关实验发现，当气体压力压缩到0.18 MPa以上时，乙炔完全分解爆炸。（4）乙炔与铜、银等金属或其他

7、盐类长期接触，会生成乙炔铜和乙炔银等爆炸性化合物，当受到震动、摩擦、冲击或加热时便会发生爆炸。（5）乙炔能溶于水，且在丙酮等有机液中溶解度较大。乙炔溶解在液体中，会大大降低乙炔的爆炸性。利用这一特性，将乙炔溶解于丙酮中而成为“溶解乙炔”，可使其在1.47 MPa的压力下仍能安全工作。这大大方便了乙炔的储存、运送和使用。目前普遍使用的瓶装乙炔，就是这种溶解乙炔。由此可知，如果在作业过程中将乙炔瓶卧倒使用，导致瓶内丙酮大量外溢（瓶内充装的丙酮是有限的）而使乙炔不能完全溶解，则很有可能会因此而发生乙炔分解爆炸，所以乙炔瓶必须直立使用和乙炔瓶必须直立使用和存放。存放。（6）乙炔的爆炸性与储存乙炔的容器

8、形状、大小有关。容器直径越小，越不容易爆炸。三、液化石油气三、液化石油气 比空气密度大。比空气密度大。液化石油气是易燃、易爆气体，在氧气中燃烧时，火焰温度为2 800，达到完全燃烧所需的氧气量比乙炔大一倍。丙烷与空气混合时的爆炸极限为2.39.5，而与氧气混合时的爆炸极限约为3.264。与乙炔相比，液化石油气用于切割时，具有以下特点：（1）比乙炔价格低；（2）比乙炔安全，且不会发生回火；（3）切口平整，上切口不塌边，切口表面氧化很少且清渣容易；（4）耗氧量比乙炔大；（5）需用明火点燃火焰，且火焰温度比氧乙炔焰低，故切割速度相对较慢。模块一：气焊、气割模块一：气焊、气割-设备设备 气焊与气割设备

9、主要由气瓶、减压器、焊炬、割炬及橡胶软管等组成。一、气瓶一、气瓶 气瓶是用于储存和运输气体的一种承压容器。1氧气瓶 常用的氧气瓶容量多为40 L，瓶内充装压力为l5 MPa。瓶体外表面涂成天蓝色，并有黑色“氧气”字样。氧气瓶是用优质碳素钢或低合金钢压制成的无缝气瓶。在气瓶肩部规定的位置打有制造单位代号、气瓶编号、实际容积、实际质量、瓶体设计壁厚、水压试验及公称工作压力、制造年月和监督检验等钢印标记。氧气瓶必须每3年检验1次.2乙炔瓶乙炔瓶乙炔瓶是储存和运输乙炔的压力容器。在15时，限定乙炔的充装压力为1.5 MPa以下，且一般分两次充装，第一次充装后应静置不少于8 h，再进行第二次充装。乙炔瓶

10、体外表面涂成白色，并有“红色”字样，乙炔瓶有25 L，40 L和60 L等多种规格。使用的乙炔瓶每3年应至少检验1次，3液化石油气钢瓶液化石油气钢瓶 液化石油气钢瓶是用于储存和运送液化石油气的压力容器，其容量主要有10 kg，15 kg和50 kg等多种规格，其中15 kg是民用最普遍的一种。气瓶的公称工作压力为1.6 MPa。瓶体外表面涂成银灰色，并标明红色“液化石油气”字样。液化石油气钢瓶为焊制钢瓶。液化石油气钢瓶，使用未超过20年的，每5年检验一次；超过20年时，每2年检验一次。二、减压器二、减压器 气焊和气割所用的减压器有氧气减压器、乙炔减压器和丙烷减压器等。三、焊炬三、焊炬 焊炬有射

11、吸式和等压式两种，由于等压式焊炬使用的是中压和高压乙炔，因此一般较少使用。目前我国广泛使用的是射吸式焊炬，它可适用于0.0010.1 MPa的低压和中压乙炔。我国焊炬型号的编制方法为：H表示焊炬，0表示手工，1表示射吸式，2表示等压式，“-”后的数字表示焊接低碳钢的最大厚度（mm）。四、割炬四、割炬 割炬也分为射吸式和等压式两种，同焊炬一样，生产中广泛使用的也是射吸式割炬。我国割炬型号的编制方法为：G表示割炬，0表示手工，1表示射吸式，“-”后的数字表示气割低碳钢的最大厚度（mm）。割嘴 按结构形式的不同，割嘴可分为环形（组合式）、梅花形（整体式）和精密快速切割用的扩散式割嘴，与环形和梅花形所

12、不同的是，扩散式割嘴能喷射出超声速切割气流，其切割氧气流孔道为先收缩后扩散的拉瓦尔喷管形。采用这种割嘴，切割速度可比普通气割提高40%100%，且切割尺寸精度高。扩散式割嘴用于氧-乙炔的GKl型和用于氧-丙烷的GK33型，其氧流孔道收缩部位的直径（喉径）随切割厚度的增加而增大。模块二：气焊模块二：气焊-气焊材料气焊材料一、焊丝与焊剂一、焊丝与焊剂1焊丝 气焊用的填充焊丝，无论是黑色金属还是有色金属其化学成分基本上与被焊金属的相同，有时为了使焊缝有较好的质量，在焊丝中加入适量的其他合金元素。常用的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、铸铁焊丝等。有时

13、也可用被焊板材上切下的条料作焊丝。2熔剂 气焊时用以去除焊接过程中形成的氧化物、改善熔池的湿润性的粉状物质称气焊熔剂，又称气剂或焊粉。气焊低碳钢时，由于气体火焰能充分保护焊接区，一般不需使用焊剂。但在焊接有色金属（如铜、铝及其合金）、铸铁和不锈钢等材料时，必须采用熔剂。国内定型的气焊熔剂，其牌号以字母“CJ”表示，其后第一位数字表示熔剂的用途类型，“1”为不锈钢及耐热钢气焊用，“2”为铸铁气焊用，“3”为铜及铜合金气焊用，“4”为铝及铝合金气焊用。第二、三位数字表示同一类型熔剂的不同编号。气焊熔剂牌号名称用途CJ101（气剂101）不锈钢及耐热钢气焊熔剂不锈钢及耐热钢气焊CJ201（气剂201

14、）铸铁气焊熔剂铸铁气焊CJ301（气剂301）铜气焊熔剂铜及铜合金气焊CJ401（气剂401）铝气焊熔剂铝及铝合金气焊模块一：气焊模块一：气焊-工艺知识工艺知识 一、气焊工艺参数一、气焊工艺参数 气焊工艺参数包括焊丝直径、焊嘴倾角、火焰能率、火焰性质等。1火焰能率 火焰能率以每小时可燃混合气消耗量（L/h）表示。火焰能率是由焊炬嘴号码的大小决定的，焊嘴孔径越大，火焰能率也越大。火焰能率的选择主要根据工件厚度、材料的热物理性能及焊缝空间位置来选择。熔点高及导热性好的材料（如纯铜），火焰能率要大些，反之则小些。2焊嘴倾角 焊嘴倾角应根据工件厚度、导热性、熔点、施焊位置等来决定。3焊丝直径 选择焊丝

15、直径主要根据工件厚度、施焊方法、坡口形式及焊缝空间位置。板厚（）在5 mm以下时，取焊丝直径d 等于板厚；当 在510 mm时，焊丝直径d/2。焊丝直径如果过细，焊接时焊丝的熔化比工件快，易造成熔合不良；反之焊丝过粗，焊丝加热时间增加而使工件过热，产生过热组织。4焊接速度 气焊应根据焊工的操作熟练程度，尽量提高焊接速度。但焊速过快，易造成未焊透。过慢，又会产生过热或过烧现象。模块二：气焊模块二：气焊-气焊操作气焊操作 1右向焊法和左向焊法 右向焊法是焊炬在前焊丝在后，从左向右施焊，火焰指向焊缝。该焊法特点是火焰始终覆盖熔池，以隔离空气、防止氧化并减少气孔，火焰加热集中，熔深较大，可提高焊接效率

16、。焊缝冷却缓慢，从而改善焊缝组织，但该法不易掌握。2焊炬与焊丝的摆动模块二：气焊各种位置气焊的操作要点（1）平焊 多采用左向焊法。开始焊接时，焊炬与工件间角度应大些，火焰焰芯与工件表面（待焊部位）应保持26 mm的距离，焊丝要始终浸在熔池内，并不时地搅拌，火焰应始终笼罩熔池和焊丝末端。（2）立焊 立焊火焰能率应比平焊小，并严格控制熔池温度、体积。焊炬与焊接方向的倾角（后倾）为6575，在金属有下淌趋势时，立即移开火焰高温区，使熔池冷却以免下坠。（3）横焊 横焊也应使用较小的火焰能率，常以左向焊法施焊。焊炬倾斜与板面成7580仰角，焊炬一般不作摆动，较厚工件气焊时焊炬可稍作圆环形摆动，焊丝要始终

17、浸在熔池中并与焊炬相对斜拉摆动，促使熔化金属向熔池上侧推移，防止下坠。（4）仰焊 右向焊法施焊。焊接时焊炬作不间断的运动以控制熔池温度和熔池大小。保持液态金属始终处于较稠状态，防止下淌。焊丝直径略小些，并作月牙摆动以薄层向上堆敷。5）管子的焊接（管壁厚小于3 mm的管子焊接时，开I形坡口；壁厚大于3 mm，开V形坡口，坡口面角度302.5，钝边0.51 mm，装配间隙23 mm，定位焊23处（对称、均布）。对于水平固定管，打底焊时，在正仰位前510 mm处用火焰预热约500600，然后焰芯移近坡口根部（保持35 mm）熔透钝边，“击穿”出现熔孔，于是准确给送焊丝熔滴形成熔池，继而焊炬与焊丝向上

18、互为反方向摆动或作划圈运动，随时熔透熔孔，随时焊丝熔滴进行焊接，一直焊到平焊位置前收尾，水平固定管打底焊操作后半周焊接时，其操作方法与此相同，起点和终点都要与前半周焊道搭接1015mm。模块三模块三 气焊与气割安全技术气焊与气割安全技术一、气焊与气割安全操作技术一、气焊与气割安全操作技术 1气焊与气割作业人员未经专门培训，不懂安全操作知识，不得进行气焊、气割作业。2未经办理动用明火手续或未经主管部门（主管人）批准，不得进行气焊、气割作业。3不了解作业地点有无易燃易爆物品，被气焊、气割工件内部是否有易燃易爆、有毒有害危险品时，不得进行气焊、气割作业。4盛装过易燃易爆等危险物体的容器，在没有彻底清

19、理干净前及未经有关部门检查、批准的情况下，不得进行气焊、气割作业。5用可燃材料制作保温层的部位及火星能飞溅到的地方，应采取可靠的安全措施，否则不得进行气焊、气割作业。6有压力或密封的管道、容器等未经确认已经释放压力，易燃易爆、有毒等危险化学品未经彻底置换并经检测浓度及氧含量合格的情况下，不得进行气焊、气割作业。7禁火区内未经办理动火证、未经主管部门（主管人）批准，不得进行气焊、气割作业。8进入设备、仓室等狭窄场所进行气焊、气割必须事先了解内部情况，如直接通入的电源、水管、蒸汽管、压力管等，首先要切断电源、气源或物料来源，并且作业时要挂警告牌（“不准合闸”、“不准启动”等），以引起其他人员注意。

20、9进入容器进行气焊、气割时，应有专人进行监护（监护人不得离开现场），并要和容器内的作业人员经常取得联系。10对气焊、气割作业人员必须经常进行消防知识的培训，掌握安全防火知识，了解各种性能的灭火器材和灭火措施。二、工具、设备安全使用技术二、工具、设备安全使用技术 1气焊、气割所使用的气体钢瓶减压器应注意保护好，防止损坏；当压力表指针失灵时应立即修理或调换。2应经常检查使用的胶管，如发现裂纹、老化、烧焦、刺孔、漏气等应立即更换，防止发生漏气事故。3对集体供气的汇流排操作应严格遵守安全操作规程，设备设施要有专人管理。4使用前应检查焊（割）炬是否正常，如发现漏气、阀门不严、无射吸力，应停止使用，并进行

21、修理或更换。5在使用各种火焰切割机前应认真阅读说明书，三、气瓶的安全使用三、气瓶的安全使用 气焊与气割所用气瓶的充装、检验、使用和储运等都必须严格执行气瓶安全监察规程、溶解乙炔气瓶安全监察规程以及有关国家标准，防止发生气瓶爆炸。气焊与气割使用的钢瓶（氧气、乙炔、丙烷等）应按有关安全操作规程进行摆放，防止倾倒；空、实瓶应分开放置；严禁氧气瓶和燃气瓶放在一起；开启钢瓶时要用专用工具或手柄；钢瓶在装、卸车及运输时，应避免撞击、轻装轻卸，彼此保持足够安全距离。氧气瓶不能与燃气瓶、油类及其他易燃物同车运输；现场使用的钢瓶应直立地面或放置到专用瓶架上，或放在比较安全的地方，并要固定好，防止倾倒。钢瓶要防止

22、曝晒，放在阴凉地点，冬季发生冻结、结霜或出气不畅时严禁用明火加热，只能采用热水或蒸汽解冻；钢瓶要留有一定的（一）氧气瓶的安全使用要点 1严禁接触和靠近油品及其他易燃品，严禁与乙炔等可燃气体的气瓶混放在一起或者同车运输，必须保证规定的安全距离。2夏季使用时要放在阴凉地点或采取防晒措施，不得靠近热源。3瓶内气体不得用尽，必须留有0.10.2 MPa的余压。4瓶体要装防震圈，5储运时，瓶阀应戴安全帽，防止损坏瓶阀而发生事故。6开启瓶阀时速度要缓慢，人应在瓶体一侧且人体和面部应避开出气口及减压器的表盘。7瓶阀冻结时，可用热水或蒸汽加热解冻，严禁敲击或火焰加热。8现场使用的氧气瓶（及其他钢瓶）应直立或放

23、置到专用的瓶架上，或放在比较安全的地方，并安放牢固，防止倾倒。（二）乙炔瓶的安全使用要点 1不得靠近热源或在阳光下曝晒。2必须直立存放和使用，禁止卧放使用。3瓶内气体不得用尽，必须留有0.10.2 MPa的余压。4瓶阀应戴安全帽储运。5瓶体要有防震圈，应轻装轻卸，防止因剧烈震动和撞击引起爆炸。6瓶阀冻结严禁敲击或火焰加热，只可用热水或蒸汽加热瓶阀解冻，不许用热水或蒸汽加热瓶体。7必须配备减压器方可使用。（三）液化石油气瓶的安全使用要点 1不得靠近热源、火源或曝晒。2冬季气瓶严禁火烤或沸水加热，只可用40以下温水加热。3禁止自行倾倒残液，防止发生火灾和爆炸。4瓶内气体不得用尽，应留有一定余压。5

24、禁止剧烈震动和撞击。6严格控制充装量，不得充满气体。四、减压器的安全使用四、减压器的安全使用 减压器上装有的压力表应保持完好并定期校验。氧气减压器不得沾有油脂且不得与乙炔减压器混用。减压器冻结时，严禁敲击和用火焰加热，只能用热水或蒸汽解冻。工作结束应及时将减压器从气瓶上拆除，并妥善保管。五、焊炬和割炬的安全使用五、焊炬和割炬的安全使用 1使用前必须检查焊炬和割炬的射吸能力、是否漏气及喷嘴的畅通情况。2点火时以先少量开启氧气阀，再开启乙炔阀点火为宜。3焊接与切割过程中发生回火时，应迅速关闭氧气阀。回火熄灭后，如焊、割嘴过热，应待其冷却后再重新点火。4工作结束熄灭火焰时，焊炬应先关乙炔阀，再关氧气

25、阀，割炬应先关切割氧气阀，再依次关闭乙炔、预热氧气阀。5焊炬、割炬均不得沾染油脂。6输气软管与焊炬、割炬的接头，应连接牢固且不漏气。7焊炬、割炬应妥善保管，以防损伤漏气。六、现场气焊与气割的安全作业六、现场气焊与气割的安全作业（一）作业地点的安全要求 1气焊、气割的作业地点，消防设施必须配备齐全。2作业地点对于大量易燃易爆物品且又不能采取可靠的防护措施时，禁止焊接与切割作业。3作业地点有可能形成爆炸性气体、蒸汽或聚积爆炸性粉尘时，禁止焊接与切割作业。4易燃易爆物品与作业点的距离不得小于10m。5作业场地要有良好的通风排毒设施，以防中毒等事故发生。（二）气焊、气割的安全操作 1每个减压器只准接一

26、把焊炬或割炬。2氧气与乙炔软管的颜色必须区分开且不得互换使用；要保证软管的完好。3操作前，应检查焊炬、割炬和输气管是否漏气；各个接头是否牢固和漏气；焊接与切割嘴是否堵塞。4对盛装过易燃易爆物、强氧化剂和有毒物品的工件，必须彻底清洗干净后，方可焊接与切割。5在地沟等狭窄和通风不良的受限空间进行焊接或切割时，要按动火作业程序处理。另外要注意通风和设专人监护。6严禁在带压、带电的工件上进行焊接与切割。7不得直接在水泥地面上切割金属，以防爆炸伤人和引起火灾。8禁止焊接与切割悬挂在起重机上的工件。9氧气软管爆炸燃烧时，应立即关闭氧气瓶阀。10焊接与切割工作结束时，应及时关闭气源，拆除减压器或旋松减压器的调节顶针。重新开启氧气和乙炔瓶阀之前，必须确认减压器的调节顶针处在松开位置时，方准开启瓶阀。11飞溅的熔渣堵塞喷嘴和焊嘴、割嘴过热是造成回火的主要原因，因此在焊接与切割过程中要注意保持焊嘴、割嘴与工件表面距离。12焊工个人防护用品应完好且穿戴齐全并符合要求。13应严格执行国家标准焊接与切割安全（GB9448）的有关规定。14气割的可燃气体采用液化石油气时，由于其比空气密度大，因此室内和地沟内的气割作业要注意防止室内下部和沟底滞留、积存液化石油气。