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1、气焊与气割工程实践中心工程实践中心 气焊与气割气焊与气割一 目的及要求二 气焊与气割设备三 气焊训练四 氧气切割训练五 安全操作要点hpu一 目的及要求1.了解气焊与气割的基本概念和原理2.熟悉气焊与气割的主要设备3.掌握气焊和气割的基本操作4.熟悉气焊与气割安全操作技术 二二 气焊与气割设备气焊与气割设备 气焊与气割设备包括乙炔气瓶、氧气瓶、减压气焊与气割设备包括乙炔气瓶、氧气瓶、减压器、焊炬(割炬)等。器、焊炬(割炬)等。1.可燃气体选用应考虑的因素:可燃气体选用应考虑的因素:(1)发热量要大。)发热量要大。(2)火焰温度要高。)火焰温度要高。(3)可燃气体燃烧消耗的氧要少。)可燃气体燃烧
2、消耗的氧要少。(4)爆炸的极限范围要小。)爆炸的极限范围要小。(5)运输要方便)运输要方便 2.2.氧气和氧气瓶氧气和氧气瓶 氧气在常温常压下是一种无色、无味、无毒的氧气在常温常压下是一种无色、无味、无毒的气体。本身不燃烧,但是一种极为活泼的助燃气体。气体。本身不燃烧,但是一种极为活泼的助燃气体。可与很多元素化合生成氧化物。气焊气割是利用可可与很多元素化合生成氧化物。气焊气割是利用可燃气体和氧反应放出的热量作为热源。燃气体和氧反应放出的热量作为热源。乙炔只有在纯氧中燃烧,才能达到最高温度。乙炔只有在纯氧中燃烧,才能达到最高温度。因此,用于焊接的氧气纯度要在因此,用于焊接的氧气纯度要在99.5以
3、上。氧气以上。氧气纯度不够,会明显影响燃烧效率和切割效果。纯度不够,会明显影响燃烧效率和切割效果。气焊设备示意图气焊设备示意图 氧气瓶是贮存和运输高压氧气的容器。瓶体漆氧气瓶是贮存和运输高压氧气的容器。瓶体漆成天蓝色,并漆有成天蓝色,并漆有“氧气氧气”黑色字样。氧气瓶容量黑色字样。氧气瓶容量一般为一般为40L,额定工作压力为,额定工作压力为15MPa,因此,每瓶,因此,每瓶可装可装1个大气压的氧气个大气压的氧气6000L。必须正确地保管和使用氧气瓶,否则,有爆炸必须正确地保管和使用氧气瓶,否则,有爆炸的危险。禁止将氧气瓶和乙炔瓶以及其他可燃气瓶、的危险。禁止将氧气瓶和乙炔瓶以及其他可燃气瓶、易
4、爆易燃物品放在一起,不得同车运输。禁止氧气易爆易燃物品放在一起,不得同车运输。禁止氧气瓶接触油脂,高压氧气与油脂等易燃物接触,会引瓶接触油脂,高压氧气与油脂等易燃物接触,会引起自燃。起自燃。操作中氧气瓶距离乙炔发生器、明火或热源应操作中氧气瓶距离乙炔发生器、明火或热源应大于大于5m。气瓶阀是用来开闭氧气的阀门。气瓶阀是用来开闭氧气的阀门。氧气瓶氧气瓶 调压螺钉调压弹簧弹性薄膜装置低压表副弹簧减压活门高压表本体壳体通焊炬从气瓶来yQy-1型氧气减压器 减压器的构造减压器的构造:从气瓶来的高压气体进入高压从气瓶来的高压气体进入高压室后,由高压表指示压力。室后,由高压表指示压力。减压器不工作时,应放
5、松调压弹簧,使活门被减压器不工作时,应放松调压弹簧,使活门被副弹簧压下,关闭通道,高压气体就不能入低压室。副弹簧压下,关闭通道,高压气体就不能入低压室。减压器工作时,应按顺时针方向将调压螺钉旋减压器工作时,应按顺时针方向将调压螺钉旋入,压缩调压弹簧,顶开活门,高压气体经通道进入,压缩调压弹簧,顶开活门,高压气体经通道进入低压室,随着低压室内气体压力的增加,压迫薄入低压室,随着低压室内气体压力的增加,压迫薄膜及调压弹簧,使活门开启度逐渐减小。当低压室膜及调压弹簧,使活门开启度逐渐减小。当低压室内气体压力达到一定数值时,又会将活门关闭,低内气体压力达到一定数值时,又会将活门关闭,低压表指示出减压后
6、气体的压力。控制调节螺钉,可压表指示出减压后气体的压力。控制调节螺钉,可改变低压室的压力,获得所需的工作压力。改变低压室的压力,获得所需的工作压力。3.3.乙炔和乙炔发生器乙炔和乙炔发生器 乙炔是碳氢化合物(乙炔是碳氢化合物(俗称电石气俗称电石气),是用碳,是用碳化钙(化钙(CaC2 2,俗称电石)跟水反应而产生的。,俗称电石)跟水反应而产生的。分子式分子式C C2 2H H2 2,在常温下是无色气体。工业用乙,在常温下是无色气体。工业用乙炔因含有硫化氢等杂质,故有臭味。是易燃易炔因含有硫化氢等杂质,故有臭味。是易燃易爆物质。爆物质。乙炔在氧气里燃烧,最终产物是二氧乙炔在氧气里燃烧,最终产物是
7、二氧化碳和水,同时放出大量的热,温度可达化碳和水,同时放出大量的热,温度可达3000以上。乙炔燃烧的化学方程式如下:以上。乙炔燃烧的化学方程式如下:2C2H25O24CO22H2O 乙炔发生器是能使水和电石(乙炔发生器是能使水和电石(CaC2)进行化)进行化学反应产生一定压力的乙炔气体的装置。按乙炔学反应产生一定压力的乙炔气体的装置。按乙炔的压力的压力P可分为低压式乙炔发生器可分为低压式乙炔发生器(P15焊丝焊丝直径直径(mm)12223344668 6.气焊操作技术气焊操作技术 点火、调节火焰与灭火点火、调节火焰与灭火 点火时,先微开氧气阀门,再开乙炔阀门,随后用明火点燃。点火时,先微开氧气
8、阀门,再开乙炔阀门,随后用明火点燃。调节火焰调节火焰,先根据焊件材料确定应采用哪种氧乙炔焰,并调整到所需的那种先根据焊件材料确定应采用哪种氧乙炔焰,并调整到所需的那种火焰,再根据焊件厚度,调整火焰大小。火焰,再根据焊件厚度,调整火焰大小。灭火时,应先关乙炔,再关氧气。灭火时,应先关乙炔,再关氧气。(2)基本焊法)基本焊法 气焊时,一般用左手拿焊丝,右手拿焊炬,两手的动作要协气焊时,一般用左手拿焊丝,右手拿焊炬,两手的动作要协调,沿焊缝向左或向右焊接。调,沿焊缝向左或向右焊接。焊接热源从接头右端向左端移动,并指向待焊部分的操作法,称为左焊法,焊接热源从接头右端向左端移动,并指向待焊部分的操作法,
9、称为左焊法,如图如图4-16所示。焊嘴轴线的投影应与焊缝重合,与焊缝一般保持所示。焊嘴轴线的投影应与焊缝重合,与焊缝一般保持3050的夹角。的夹角。左焊法主要适用于焊接厚度左焊法主要适用于焊接厚度3mm以下的薄板和低熔点的金属。这种焊法容易掌以下的薄板和低熔点的金属。这种焊法容易掌握,应用最普遍。握,应用最普遍。焊接热源从接头左端向右端移动并指向已焊部分的操作法,称之为右焊法。焊接热源从接头左端向右端移动并指向已焊部分的操作法,称之为右焊法。这种焊法适用于焊接厚度较大、熔点较高的焊件。这种焊法适用于焊接厚度较大、熔点较高的焊件。(3)焊丝的填充)焊丝的填充 起焊时,不但要注意熔池的形成情况,还
10、要将焊丝末端置起焊时,不但要注意熔池的形成情况,还要将焊丝末端置于外层火焰下进行预热。当熔池形成后,才可将焊丝送人熔池,接着将焊丝迅于外层火焰下进行预热。当熔池形成后,才可将焊丝送人熔池,接着将焊丝迅速提起,同时,火焰向前动,以便形成新的熔池。待新的熔池形成后,再将被速提起,同时,火焰向前动,以便形成新的熔池。待新的熔池形成后,再将被火焰预热的焊丝送如入熔池,如此循环,就形成了焊缝。在操作过程中,应掌火焰预热的焊丝送如入熔池,如此循环,就形成了焊缝。在操作过程中,应掌握好焊炬向前移动的速度,使熔池的形状和大小始终保持一致。气焊厚度握好焊炬向前移动的速度,使熔池的形状和大小始终保持一致。气焊厚度
11、lmm时,可不填充焊丝。时,可不填充焊丝。(4)焊嘴倾角的选择)焊嘴倾角的选择 焊接中,要注意掌握好焊嘴与工件的夹角焊接中,要注意掌握好焊嘴与工件的夹角。大,火大,火焰热量散失小,工件加热快,温度高。当焊接厚度大、熔点较高或导热性较好焰热量散失小,工件加热快,温度高。当焊接厚度大、熔点较高或导热性较好的焊件时,的焊件时,要大一些。要大一些。焊接开始时,为了较快地加热工件和迅速形成熔池,焊接开始时,为了较快地加热工件和迅速形成熔池,应大些,可取应大些,可取8090;正常焊接时,一般保持在;正常焊接时,一般保持在3050之间;当焊接结束时,之间;当焊接结束时,应适当减小,以便应适当减小,以便更好地
12、填满弧坑和避免焊穿。焊嘴焊丝图更好地填满弧坑和避免焊穿。焊嘴焊丝图4-23 焊嘴和焊丝的摆动方法焊嘴和焊丝的摆动方法 (5)焊嘴和焊丝的摆动)焊嘴和焊丝的摆动 焊接中,焊嘴和焊丝应作均匀协调的摆动,才能获焊接中,焊嘴和焊丝应作均匀协调的摆动,才能获得优质、美观的焊缝。焊嘴和焊丝的摆动有三个方向:得优质、美观的焊缝。焊嘴和焊丝的摆动有三个方向:沿焊缝方向作前进运动,不断熔化焊件和焊丝而形成焊缝;沿焊缝方向作前进运动,不断熔化焊件和焊丝而形成焊缝;在垂直于焊缝方向作上下跳动;在垂直于焊缝方向作上下跳动;在焊缝宽度方向作横向摆动(或打圆圈运动)。在焊缝宽度方向作横向摆动(或打圆圈运动)。焊嘴焊丝 焊
13、嘴和焊丝的摆动方法焊嘴和焊丝的摆动方法 焊嘴和焊丝的摆动方法及幅度,与焊件的厚度、材质、空间位置及焊缝焊嘴和焊丝的摆动方法及幅度,与焊件的厚度、材质、空间位置及焊缝尺寸有关。尺寸有关。上面三种适用于厚度较大焊件的焊接和堆焊。下面一种适用于薄板的焊接。(5)焊缝的连接)焊缝的连接 后焊焊缝与先焊焊缝连接时,应用火后焊焊缝与先焊焊缝连接时,应用火焰将原熔池周围充分加热,待已凝固的熔池及附近的焊缝焰将原熔池周围充分加热,待已凝固的熔池及附近的焊缝金属重新熔化又形成熔池后,方可熔入焊丝。焊接重要焊金属重新熔化又形成熔池后,方可熔入焊丝。焊接重要焊件时,接头处必须重叠件时,接头处必须重叠810mm。(6
14、)收尾)收尾 焊到焊缝终端时,结束焊接的过程称为收尾。焊到焊缝终端时,结束焊接的过程称为收尾。收尾时,由于焊件温度较高,散热条件较差,故应减小焊收尾时,由于焊件温度较高,散热条件较差,故应减小焊嘴的倾角和加快焊接速度,并要多加焊丝,以防止熔池面嘴的倾角和加快焊接速度,并要多加焊丝,以防止熔池面积扩大或产生烧穿。收尾时,还要用温度较低的外焰保护积扩大或产生烧穿。收尾时,还要用温度较低的外焰保护熔池,直至熔池填满,方可使火焰慢慢地离开熔池。总之,熔池,直至熔池填满,方可使火焰慢慢地离开熔池。总之,气焊收尾的要领是:倾角小,焊速增,送丝快,熔池满。气焊收尾的要领是:倾角小,焊速增,送丝快,熔池满。若
15、出现熔池不清晰且有气泡、火花飞溅加大或熔池内金若出现熔池不清晰且有气泡、火花飞溅加大或熔池内金属沸腾的现象,说明火焰选择不当,此时应及时将火焰调属沸腾的现象,说明火焰选择不当,此时应及时将火焰调节成中性焰。节成中性焰。四四 氧气切割训练氧气切割训练 氧气切割(简称气割),是指利用气氧气切割(简称气割),是指利用气体火焰的热能将工件切割处预热到一定温体火焰的热能将工件切割处预热到一定温度后,喷出高速切割氧流。使其燃烧并放度后,喷出高速切割氧流。使其燃烧并放出热量实行切割的方法。气割所用的设备,出热量实行切割的方法。气割所用的设备,除用割炬代替焊炬外,其余与气焊相同。除用割炬代替焊炬外,其余与气焊
16、相同。割炬有射吸式和等压式两种,射吸式割炬割炬有射吸式和等压式两种,射吸式割炬的构造原理,如图所示。割炬的割嘴有环的构造原理,如图所示。割炬的割嘴有环形(组合式)和梅花形(整体式)两种。形(组合式)和梅花形(整体式)两种。常用割炬型号有常用割炬型号有G0l30,“G”表示割炬,表示割炬,“0”表示手工,表示手工,“1”表示射吸式,表示射吸式,“30”表示气割低碳钢的最大厚度(以表示气割低碳钢的最大厚度(以mm计)。计)。氧气切割氧气切割示意图示意图1.低碳钢的气割过程低碳钢的气割过程 低碳钢的切割过程如图所示。气割过程氧流低碳钢的切割过程如图所示。气割过程氧流割口氧化物预热火焰割嘴割口氧化物预
17、热火焰割嘴 (1)预热预热 气割开始时,利用氧气割开始时,利用氧-乙炔焰将工乙炔焰将工件切割处预热到能发生剧烈氧化的温度(燃点)件切割处预热到能发生剧烈氧化的温度(燃点)约约1300,呈黄白色。预热火焰开始时可采用氧,呈黄白色。预热火焰开始时可采用氧化焰,以缩短预热时间,正常切割时用中性焰。化焰,以缩短预热时间,正常切割时用中性焰。(2)燃烧)燃烧 喷出高速切割氧流,使已预热的金喷出高速切割氧流,使已预热的金属燃烧,生成氧化物。属燃烧,生成氧化物。(3)熔化与吹除熔化与吹除 金属燃烧生成的氧化物以金属燃烧生成的氧化物以及与反应表面毗邻的一部分金属被燃烧热熔化后,及与反应表面毗邻的一部分金属被燃
18、烧热熔化后,再被气流吹掉,完成切割过程。再被气流吹掉,完成切割过程。气割过程氧流割口氧化物预热火焰割嘴C2H2+O2O2C2H2+O2 2.氧气切割金属材料必须具有的条件氧气切割金属材料必须具有的条件 (1)金属材料的燃点必须低于其熔点金属材料的燃点必须低于其熔点 这是保证切割是在燃烧过程中进这是保证切割是在燃烧过程中进行的基本条件。否则,金属将先熔化,变为熔割过程,使割口过宽不整齐。行的基本条件。否则,金属将先熔化,变为熔割过程,使割口过宽不整齐。低碳钢燃点为低碳钢燃点为1350,熔点为,熔点为1500,很适合切割。随着含碳量的增加,很适合切割。随着含碳量的增加,燃点上升,熔点下降,大约含碳
19、量超过燃点上升,熔点下降,大约含碳量超过0.7后,燃点即高于熔点,所以,后,燃点即高于熔点,所以,高碳钢不适合切割。铸铁燃点高于熔点,而且产生的高碳钢不适合切割。铸铁燃点高于熔点,而且产生的SiO2粘度大,流动性差,粘度大,流动性差,切割气流很难把它吹除,所以切割困难。切割气流很难把它吹除,所以切割困难。(2)燃烧生成的金属氧化物的熔点,应低于金属本身的熔点,同时流动)燃烧生成的金属氧化物的熔点,应低于金属本身的熔点,同时流动性要好性要好,若不具备这一条件,就会在表面形成固态氧化物,阻碍氧流与下若不具备这一条件,就会在表面形成固态氧化物,阻碍氧流与下层金属的接触,使切割过程不能正常运行。例如,
20、铝的熔点为层金属的接触,使切割过程不能正常运行。例如,铝的熔点为660,而,而Al2O3的熔点高达的熔点高达2050;铬的熔点是;铬的熔点是1550,而,而Cr2O3的熔点则为的熔点则为1990。所以,对不锈钢、铝就不能用氧气切割。所以,对不锈钢、铝就不能用氧气切割。(3)金属燃烧时能放出大量的热,而且金属本身的导热性要低)金属燃烧时能放出大量的热,而且金属本身的导热性要低 这是为了这是为了保证下层金属有足够的预热程度,使切割过程能继续进行。保证下层金属有足够的预热程度,使切割过程能继续进行。符合以上条件的有纯铁、低碳钢、中碳钢和普通低合金钢。而高碳钢、符合以上条件的有纯铁、低碳钢、中碳钢和普
21、通低合金钢。而高碳钢、铸铁、高合金钢及铜、铝等有色金属及合金,均难以进行氧气切割,必须采铸铁、高合金钢及铜、铝等有色金属及合金,均难以进行氧气切割,必须采用其他切割方法(如等离子弧切割)。用其他切割方法(如等离子弧切割)。五五 安全操作要点安全操作要点 放置氧气瓶必须平稳可靠,不得与其它气瓶混在一起,距离工放置氧气瓶必须平稳可靠,不得与其它气瓶混在一起,距离工作地点和其它火源应在作地点和其它火源应在5m以外;禁止撞击氧气瓶;严禁瓶口沾染油以外;禁止撞击氧气瓶;严禁瓶口沾染油脂;防止爆晒,阀门或瓶口严禁火烤;氧气不可用尽,应留有脂;防止爆晒,阀门或瓶口严禁火烤;氧气不可用尽,应留有0.10.2M
22、Pa的余压。的余压。乙炔瓶只能立放,瓶体表面的温度不得超过乙炔瓶只能立放,瓶体表面的温度不得超过40,并严禁在并严禁在漏气的情况下使用。使用压力不得超过漏气的情况下使用。使用压力不得超过1.47MPa,瓶内气体不得用尽,瓶内气体不得用尽,应根据环境温度留有应根据环境温度留有0.050.30MPa。乙炔发生器乙炔发生器 乙炔发生器应放在通风良好处,并设专人保管和使乙炔发生器应放在通风良好处,并设专人保管和使用;工作时严禁接近明火;工作地点要距乙炔发生器用;工作时严禁接近明火;工作地点要距乙炔发生器1mm以外;禁止以外;禁止敲击和碰撞乙炔发生器;夏天要防止爆晒,冬天要防止冻结;要定期敲击和碰撞乙炔
23、发生器;夏天要防止爆晒,冬天要防止冻结;要定期检查和清洗。检查和清洗。减压器减压器 减压器开启时,应先旋入调节螺钉,再缓慢打开气瓶阀;减压器开启时,应先旋入调节螺钉,再缓慢打开气瓶阀;停止工作时,也应先松开减压器调节螺钉,再关闭气瓶阀;用于氧气停止工作时,也应先松开减压器调节螺钉,再关闭气瓶阀;用于氧气和乙炔的减压器不得换用;减压器上不得附有油脂。和乙炔的减压器不得换用;减压器上不得附有油脂。每个减压器只允许接一把焊炬;在操作前和操作过程中,要检每个减压器只允许接一把焊炬;在操作前和操作过程中,要检查焊炬的射吸能力、乙炔或氧气导管是否漏气或堵塞;发生回火时,查焊炬的射吸能力、乙炔或氧气导管是否漏气或堵塞;发生回火时,应迅速关闭乙炔阀,再关闭氧气阀,找出原因,采取措施;焊接时,应迅速关闭乙炔阀,再关闭氧气阀,找出原因,采取措施;焊接时,必须穿戴规定的工作服、手套、脚盖和保护性眼镜。必须穿戴规定的工作服、手套、脚盖和保护性眼镜。谢谢 谢!谢!
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