工业切割气体基础知识介绍
17-切割概述与气体火焰切割解析
展的水射流切割。
热切割：利用热能使材料分离，最常见的有气体火焰切割、
等离子弧切割和激光切割等。
现代焊接生产中钢材的切割主要采用热切割。
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金属切割
（ 2 ）热切割按物理现象可分为燃烧切割、熔化切割和升华 切割三类，所有切割方法都是混合型的。 1）燃烧切割 材料在切口处采用加热燃烧、产生的氧化物被切割氧 流吹出而形成切口； 2）熔化切割 材料在切口处主要采用加热熔化、熔化产物被高速及 高温气体射流吹出而形成切口； 3）升华切割 材料在切口处主要采用加热汽化、汽化产物通过膨胀 或被一种气体射流吹出而形成切口。
切口将钢材切割开。
气体火焰切割的实质是被切割的材料在纯氧中燃烧的过程， 不是熔化过程。
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金属切割
气体火焰切割原理 从宏观上来说，气体火焰切割是钢中的Fe在高纯度氧中燃 烧的化学过程和借助切割氧流动量排除熔渣的物理过程相 结合的一种加工方法。 整个气体火焰切割过程可分为互有关联的四个阶段： ①起割点处的金属表面用预热火焰加热到燃点，随之在 切割氧中开始燃烧反应； ②燃烧反应向金属下层进展； ③排除燃烧反应生成的熔渣，沿厚度方向割开金属； ④利用熔渣和预热火焰的热量将切口前缘的金属上层加 热到燃点，使之继续与氧产生燃烧反应。 上述过程不断重复，金属切割就连续地进行。
②金属的燃点应比熔点低，否则不能实现氧气切割，而变 成熔割。气割时金属在固态下燃烧才能保证切口平整。如 果燃点高于熔点，金属在燃烧前已经熔化，切口质量很差， 严重时切割无法进行。
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金属切割
实现顺利气割的条件 ③燃烧生成的氧化物熔渣的熔点应比金属熔点低，且流 动性好。氧化物的熔点低于金属的熔点，则生成的氧化 物才可能以液体状态从切口中被纯氧吹除。否则，氧化
天然气切割气
天然气切割气一、气体简介工业和建筑行业中，气体火焰加工是一种普遍使用的金属加工工艺过程。
乙炔就是一种最早的、目前仍被普遍使用的金属焊割气。
尽管我国已禁止了小型乙炔发生器，但仍有大型的乙炔站在使用。
使用乙炔弊端较多，首先乙炔生产耗能耗电，属高耗能产品。
其次乙炔是一种易燃易爆的危险物品。
乙炔极易发生回火爆炸。
而且长期以来，市场上充斥着大量不符合国家强制标准的乙炔气和溶解乙炔气瓶，相当数量的乙炔气钢瓶充气前均未按规定灌注丙酮，大批乙炔钢瓶或超期服役，或充气量严重不足，安全隐患大。
同时乙炔在与氧气混合燃烧的过程中产生的黑烟中含有对人体健康有害的磷化物和硫化物等有毒气体。
而且使用乙炔易发生切口上缘熔化，下缘挂渣不易清除等现象；当氧-乙炔火焰温度过高时，还会造成切割面硬化现象，不便于下一道工序的机加工和焊接，尤其是切割易淬火钢时，容易导致切口裂纹，造成加工质量不稳定。
丙烷也作为一种切割气体，在一些行业中普遍使用。
但丙烷燃烧温度低，切割速速慢，氧气消耗量大，在厚板切割上有难度；且丙烷比重比空气大，易沉积，不宜在类似船仓等相对密闭的空间中使用；其次部分产品纯度不高，含有部分烯烃成分，气化不充分，容易堵塞管道；另外需要频繁更换钢瓶，劳动强度大；同时丙烷价格随石油产品价格定价，市场价格波动大。
液化天然气（简称LNG）是井下开采的天然气经过净化之后，通过压缩升温，在混合制冷剂的作用下，冷却移走热量，并除去其中的氮气、二氧化碳、固体杂质、硫化物和水，再节流膨胀而得到-162℃体积缩小到1/625的以液态形式存在，主要成份是甲烷。
二、气体对比天然气与丙烷、乙炔物性比较从中可以看出，天然气的有效热值比乙炔低，火焰能率比乙炔小，燃烧速度比乙炔慢，这给使用天然气切割造成一定的困难。
另一方面，天然气在空气中的爆炸范围小，燃烧速度慢。
因此，爆炸、回火的可能性比乙炔小，使用天然气的安全性比乙炔高。
由于以上天然气与乙炔工业燃气的不同特点，在使用过程中需要通过加入添加剂来改善天然气的性能。
天然气工业切割介绍
2 增效天然气性能介绍
焊割气经济性能比较 （切割长1米、厚20mm的低碳钢板）
消耗
气体 增效天然气
乙炔 丙烷
切割速度 (mm/min)
燃气消耗量
消耗量 金额 (g/m) (元)
>500
25
0.35
400
36
0.90
500
50 0.39
氧气消耗 消耗量 金额 (g/m) (元)
200 0.16
250 0.20 270 0.22
天然气工业切割应用介绍
目录
切割气技术发展介绍 增效天然气性能介绍 增效天然气供应
1 切割气技术发展—乙炔
➢ 乙炔 乙炔气在世界工业领域的应用已有百年历史，由于氧与乙炔结合能产生超过
3000度的高温，可割焊多种金属，且操作简便，使用灵活，效率高，故直到目 前仍占主导地位。
危险特性：极易燃烧爆炸。与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高热 能引起燃烧爆炸。与氧化剂接触猛烈反应。与氟、氯等接触会发生剧烈的化学 反应。能与铜、银、汞等的化合物生成爆炸性物质。由于乙炔气易燃易爆，安 全系数低，在生产过程中又耗能耗电，污染环境，使得乙炔气在生产、储存、 运输、使用、环保方面都存在着诸多隐患。
表1 天然气与乙炔、丙烷物性比较
气体
体积质量kg/m3
空气中的爆炸极限 %
最低发热值Kcal/m3
1m3气体燃烧所需氧 气量m3
在焊炬中 完全燃烧
在氧气中的燃烧速度(m/s) 与氧混合的火焰温度(℃)
天然气
丙烷
乙炔
0.75
2.0
1.2
பைடு நூலகம்
5-15
2.1-9.5
2.5-80
工业切割气体基础知识介绍资料重点
操作中的安全问题
3、装卸的过程中，轻拿轻放，避免气瓶与 车体或者其他的坚硬物体碰撞。 4、气瓶装车必须避免（混装）氧气和燃气， 同装一台车。 5、危险化学品车辆行驶最大时速不超过60 公里/小时。 6、充气时瓶体温度是否有异常变化。
常见的名词
1、热值：单位质量（或体积）的燃料完全 燃烧时所放出的热量 2、密度：在物理学中，把某种物质单位体
天然气
天然气的主要成分是甲烷(CH4)。 甲烷是最简单的有机物，也是含碳量最小（含氢 量最大）的烃。是沼气，天然气，坑道气和油田 气的主要成分。 甲烷是无色、无味、可燃和微毒的气体。甲烷对 空气的重量比是0.54，比空气约轻一半。 甲烷燃烧产生明亮的蓝色火焰。 然而有可能会偏绿，因为燃甲烷要用玻璃导管， 玻璃在制的时候含有钠元素，所以呈现黄色的焰 色，甲烷烧起来是蓝色，所以混合看来是绿色。
几种燃气的对比
常用燃气的对比计算
一般来说丙烷的气化量与丙烷的纯度有关 系各地区丙烷纯度一样，所以我们计算的 结果都为近似值。 例：每天用量：15公斤的丙烷10瓶，需要 多少立方的增效天然气来替换？
丙烷气化量约为0.45-0.6m³/公斤（此次计 算安0.5立方米/公斤计算。
常用燃气的对比计算
15公斤x10瓶=150公斤 气化后约为150公斤x0.5m³=75m³ 如果按照条件对等 （1m³增效天然暖气=1.2-1.5公斤丙烷）来计 算 125m³增效天然气= 10瓶（15公斤丙烷气） 乙炔价格25元/公斤，丙烷8元/公斤，天然 气3.5元/立方米
积的质量（重量）叫做这种物质的密度。
3、气体流量：指气体在单位时间内通过管 道的数量 。 4、气化量：单位重量的物质完全气化后的 气体体积。
常见的名词
5、爆炸极限：可燃物质（可燃气体、蒸气 和粉尘）与空气(或氧气)必须在一定的浓度 范围内均匀混合，形成预混气，遇着火源
熔化焊接与热切割作业--气焊与气割作业安全技术
二、气焊与气割的安全技术
（一）气焊与气割的危险有害性 3、案例分析： 2）主要原因分析 ①油漆中苯的可燃气体与空气混合达到了爆炸极限。 加之天气炎热，更加剧了苯的可燃气体浓度，因此遇火 立即爆炸。 ②艉舱喷漆后，未设警示标志和监护人。 ③喷漆后艉舱内未采取通风措施。 3）主要预防措施 ①该艉舱周围应设警示牌和监护人。 ②艉舱内应通压缩空气，减少可燃气体浓度。 ③焊工引弧时，要注意周围环境(即易燃易爆物)。
2、气割：
（1）原理：利用属燃烧，同时将产生的熔渣迅速排除，从而达到切割 的目的。
（2）适用范围：纯铁、低碳钢、中碳钢、低合金钢、钛等材料。
一、气焊与气割的基础知识
（二）气体火焰
可燃气体和助燃气体混合后，在着火源的作用下进 行燃烧，从而产生气体火焰。
1、氧气 （1）在标准状况下，是一种无色、无味、无毒的助
※可燃物质的爆炸极限范 围越宽则爆炸的危险性越大。
※容器直径越小，则爆炸 极限范围也越小。
二、气焊与气割的安全技术
（一）气焊与气割的危险有害性 2、爆炸： （4）发生条件 1）充足的易燃易爆物质。 2）混合后的浓度应在爆炸极限内。 3）有充足的火源。 （5）爆炸的预防原则 1）防止易燃物泄露。 2）防止爆炸性混合物的形成。 3）加强监测报警。 4）严格控制火源或激发能量。 5）切断传播途径，阻止连锁反应的出现。
一、气焊与气割的基础知识
（三）气焊与气割的设备及工具
一、气焊与气割的基础知识
（三）气焊与气割的设备及工具 1、气瓶 （1）氧气瓶 1）是一种贮存、运输氧气的高压气瓶。 2）由瓶体、胶圈、瓶箍、瓶阀和瓶帽等五部分组成。 3）瓶体的颜色为天蓝色，瓶体上面有黑色的“氧气” 字样。
一、气焊与气割的基础知识
工业气体分类
工业气体分类
工业气体指的是在工业生产和制造过程中使用的各种气体，包括氧气、氮气、氢气、二氧化碳、氩气、乙炔等等。
这些气体在不同的工业领域有不同的应用，比如氧气可以用于燃烧加热、氧化反应、焊接等，氮气可以用于防止氧化、惰性气氛保护、制冷等，氢气可以用于燃料电池、化学反应等。
根据气体的性质和用途不同，工业气体可以分为以下几类：
1. 惰性气体：包括氮气、氩气、氦气等，具有惰性、不易与其他物质反应的特性，广泛应用于金属加工、电子工业、玻璃制造等领域。
2. 氧化气体：包括氧气、臭氧等，具有氧化作用，可以用于燃烧加热、氧化反应等。
3. 燃烧气体：包括乙炔、丙烷等，可以与氧气反应燃烧，广泛应用于金属切割、焊接等领域。
4. 溶解气体：包括二氧化碳、氨气等，可以用于制造碳酸饮料、冰淇淋、化肥等。
5. 化学气体：包括硫化氢、氢氟酸等，具有强烈的化学反应性，可以用于制造化学品、医药等。
工业气体在现代工业生产中扮演着重要的角色，不同种类的气体在不同领域有不同的应用，为各个行业的生产带来了便利和效益。
- 1 -。
气割原理及安全注意事项
除去伤处的衣物或饰品.若被黏住了,不可硬脱,可用剪刀小心剪开
将患处浸泡水中(若有发生颤抖现象,要立刻停止泡水)
用干净纱布轻轻盖住烧烫伤部位，如果皮肤起水泡，不要任意刺破
送医院，避免用有色药物（碘酊、龙胆紫）涂抹创面，也避免用 酱油、牙膏、蜜糖涂抹伤口等土方法，以免增加伤口处理难度。
轻微烧烫伤的家庭处理
氧气 乙炔
射吸式割炬构造
割炬的型号表示法：割炬的型号是由汉语拼音字母 G、表示结构形式和操作方式的序号及规格组成。
G X X －X
规格（可气割的最大厚度） 结构形式（1表示射吸式，2表示等压式） 操作方式（0表示手工）
割炬
射吸式割炬的型号有G01-30、G01-100、G01-300等。 如G01-30表示手工操作的、可切割的最大厚度为30mm的 射吸式割炬
条件
2）金属气割形成的氧化物的熔点应低于金属本身的熔点 3）金属在切割氧流中燃烧应该是放热反应 4）金属的导热性不应太高
5）金属中阻碍气割过程和提高钢的可淬性的杂质，如碳、 铬、硅等要少，同时提高钢的可淬性的杂质，如钨、钼
等也要少
四、气割工艺参数
气割工艺参数主要包括气割氧压力、切割速度、预热火焰性质 及能率、割嘴与割件的倾斜角度、割嘴离割件表面的距离等。
接而成。按用量及使用
方式分，气瓶容量有
15Kg、20Kg、30Kg、
50Kg等多种规格。工业
上常采用30Kg，如企业
用量大，还可以制成容
量为1t、2t或更大的储气
罐。气瓶最大工作压力
1.6Mpa，水压试验的压
外形
力为3Mpa。
护罩 瓶阀 瓶体
瓶底
结构
4、减压器 减压器又称压力调节器，它是将气瓶内的高压
气焊气割常用气体的性质及使用安全要求
气焊气割常用气体的性质及使用安全要求能够燃烧的并能在燃烧过程中释放出大量能量的气体，称为可燃气体；本身不能燃烧，但能帮助其它可燃物质燃烧的气体为助燃气体。
气焊气割常用的可燃气体有乙炔(C2H2)、氢气(H2)、液化石油气等；常用的助燃气体是氧气。
下面我们着重介绍一下工业上常用的可燃、助燃气体的性质：一、乙炔(一)乙炔的物理化学性质乙炔(C2H2)，又名电石气，是不饱和的碳氢化合物，在常温和大气压力下，它是一种无色气体，工业用乙炔中，因为混有硫化氢(H2S)及磷化氢(PH3)等杂质，故具有特殊的臭味。
在标准状态下，密度为1．17kg／m3，比空气稍轻，－83℃时乙炔可变成液体，－85℃时乙炔将变为固体，液体和固体乙炔在一定条件下可能因摩擦和冲击而爆炸。
乙炔是理想的可燃气体，与空气混合燃烧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3100～3300℃，因此用它足以熔化金属进行焊接，乙炔完全燃烧反应式如下：2C2H2+5O2＝4CO2+2H2O+Q(放热)从上式看出：1体积的乙炔完全燃烧需要2．5体积的氧。
(二)乙炔的爆炸性及溶解性乙炔是一种危险的易燃易爆气体。
它的自燃点低(305℃)，点火能量小(0．019毫焦)。
在一定条件下，很容易因分子的聚合，分解而发生着火、爆炸。
1．纯乙炔的分解爆炸性纯乙炔的分解爆炸性，首先决定于它的压力和温度，同时与接触介质、乙炔中的杂质、容器形状等有关。
(1)当温度超过200～300℃时，乙炔分子就开始聚合，而形成其它更复杂的化合物，如苯(C6H6)、苯乙烯(C8H8)、萘(C10H8)、甲苯(C7H8)等。
聚合作用是放热的，气体温度越高，聚合作用速度越快，因而放出的热量就会促成更进一步的聚合。
当温度高于500℃时，未聚合的乙炔就会发生爆炸分解。
如果在聚合过程中将热量急速排除，则反应只限于一部分乙炔的聚合作用，而分解爆炸则可避免。
乙炔是吸热化合物，即由元素组成乙炔时需要消耗大量的热，当乙炔分解时即放出它在生成时所吸收的全部热量：C2H2→2C+H2+226kJ／mol。
工业气体基本知识
工业气体的基本知识一、工业气体的化学性质1、氧气物理性质氧气是空气的组分之一，无色、无臭、无味。
氧气比空气重，在标准状况（0℃和大气压强101325帕）下密度为1.429克/升，能溶于水，但溶解度很小。
在压强为101kPa时，氧气在约-180摄氏度时变为淡蓝色液体，在约-218摄氏度时变成雪花状的淡蓝色固体。
化学性质氧气的化学性质比较活泼。
除了稀有气体、活性小的金属元素如金、铂、银之外，大部分的元素都能与氧起反应，这些反应称为氧化反应，而经过反应产生的化合物（有两种元素构成，且一种元素为氧元素）称为氧化物。
一般而言，非金属氧化物的水溶液呈酸性，而碱金属或碱土金属氧化物则为碱性。
此外，几乎所有的有机化合物，可在氧中剧烈燃生成二氧化碳与水。
化学上曾将物质与氧气发生的化学反应定义为氧化反应（combination reaction)。
2、乙炔物理性质纯乙炔为无色无味的易燃、有毒气体。
而电石制的乙炔因混有硫化氢H2S、磷化氢PH3、砷化氢，而带有特殊的臭味。
熔点（118.656kPa）-84℃，沸点-80.8℃，相对密度0.6208(-82/4℃)，折射率1.00051，折光率1.0005（0℃），闪点（开杯）-17.78℃，自燃点305℃。
在空气中爆炸极限 2.3%-72.3%（vol）。
在液态和固态下或在气态和一定压力下有猛烈爆炸的危险，受热、震动、电火花等因素都可以引发爆炸，因此不能在加压液化后贮存或运输。
微溶于水，易溶于乙醇、苯、丙酮等有机溶剂。
在15℃和1.5MPa时，乙炔在丙酮中的溶解度为237g/L，溶液是稳定的。
因此，工业上是在装满石棉等多孔物质的钢瓶中，使多孔物质吸收丙酮后将乙炔压入，以便贮存和运输。
为了与其它气体区别，乙炔钢瓶的颜色一般为白色，橡胶气管一般为黑色，乙炔管道的螺纹一般为左旋螺纹（螺母上有径向的间断沟）。
化学性质乙炔（acetylene）最简单的炔烃，又称电石气。
分子式CH≡CH，化学式C2H2。
关于气割的知识
关于气割的知识气割气割的工艺参数主要有预热火焰能率、切割氧气压力、切割速度、割嘴倾角及其与工件表面的距离等。
1、预热火焰能率预热火焰能率主要取决于割炬和割嘴的大小。
气割是应根据工件的厚度选择割炬型号和嘴号，火焰能率过大，会造成上且口边缘塌边或产生细竹状毛边。
特别是气割薄板时，火焰能率过大，会使整个切割而熔化，不仅切口不平整，而且下口边缘会形成熔滴，清查十分困难，甚至会出现边割边焊的现象。
如果火焰能率太小，则会导致预热时间长、切割速度慢、切割面粗燥甚至割不透等。
2、切割氧气压力切割氧气的压力主要根据切割厚度确定。
氧气压力太小切割过程缓慢，切口粘渣，甚至个不透；氧气压力过大，不但浪费氧气，而且切口增宽、表面粗糙，如果切割场所尘灰较多，还会因此溅起更多的飞灰，恶化作业环境。
3、切割速度切割速度也是影响切口质量的一个重要参数。
通常情况下切割速度随切割厚度的增加而减慢。
但是在相同的工艺条件下，切割速度太慢，相当于增加了火焰能率，因此会出现上切口塌边等类似火焰能率过大产生的缺陷；而切割速度太快，则会造成拖量多大甚至割不透。
4、割嘴倾角气割时，通常割嘴应垂直于工件表面。
但直线切割厚度小于20mm的工件时，割嘴可向后（与切割方向相反）倾斜20o-30o,这样可消除或减少后拖量，提高切割速度与质量。
当直线或曲线切割厚度大于20mm的工件时，割嘴应垂直于工件表面。
5、割嘴与工件表面的距离割嘴与工件表面之间的距离应视火焰能率及工件的厚度面定。
一般以焰新距工件表面2-4mm为宜。
但在切割较厚的工件时，火焰能率较大，各最于工件表面的距离可适当增大些，以防止切口边熔化以及因各最过热核飞溅的熔渣堵塞碰嘴可引起回火（在氧气作用下，火焰在乙炔输气管内倒燃的现象）。
气焊与气割设备的安全使用焊与气割设备主要由气瓶、减压器、焊炬、割炬及橡胶软管等组成。
一、常用气瓶的安全使用用于气焊与气割的氧气瓶和氢气瓶属于压缩气瓶，乙炔气瓶属于溶解气瓶，石油气瓶属于液化气瓶。
工气体简介演示
氧化剂
工业气体也可作为氧化剂，如氧气可用于钢 铁工业中的氧气炼钢、切割等，同时还可用 于化工行业的氧化反应。
化工领域
要点一
合成原料
工业气体可作为合成原料，用于生产各种化工产品，如氨 气、甲烷等。
要点二
化学反应介质
在化学反应过程中，工业气体可作为反应介质，促进化学 反应的进行，如二氧化碳可用于生产尿素等。
案例三：二氧化碳在环保领域的应用
总结词
二氧化碳在环保领域中具有广泛的应用，例如在烟气脱硫、污水处理和垃圾焚烧等领域。
详细描述
二氧化碳在环保领域中具有广泛的应用。例如，在烟气脱硫中，二氧化碳可以用于吸收烟气中的二氧 化硫，减少空气污染。在污水处理中，二氧化碳可以用于降低水中的氨氮和磷等污染物含量。在垃圾 焚烧中，二氧化碳可以用于抑制有害气体的产生和降低空气污染。
安全生产
工业气体的生产、运输和使用过程中存在一定的安全隐患，需加 强安全管理。
环保要求
工业气体的制造和处理过程中产生的废弃物和污染物对环境造成一 定影响，需加强环保治理。
事故风险
工业气体使用过程中如发生泄漏或爆炸等事故，将对人员和环境造 成严重危害，需采取必要的安全措施。
06
相关案例分享
案例一：氧气在钢铁生产中的应用
VS
详细描述
氩气在工业中应用较少，主要用于照明、 电子等领域。它具有稳定的化学性质，不 易与其他元素发生反应。同时，氩气还具 有较低的导热性，可用于保护气体和照明 领域中的特殊用途。此外，氩气还可用于 金属焊接和切割等领域。
04
工业气体在各领域的应用
能源领域
燃料气体
工业气体在能源领域中扮演着重要角色，可 作为燃料气体，为各种工业窑炉、加热炉等 提供高效燃料，也可用于城市燃气和燃料电 池等领域。
光纤激光切割头所使用的气体
光纤激光切割头所使用的气体
【原创实用版】
目录
一、光纤激光切割头所使用的气体的重要性
二、光纤激光切割头气体的选择
三、不同材料的切割气体选择
四、切割气体的纯度要求
五、激光切割机的切割效果与辅助气体的选择
正文
一、光纤激光切割头所使用的气体的重要性
光纤激光切割头在切割过程中，气体的选择和使用至关重要。
合适的气体可以提高切割效率、切割质量以及切割面的光洁度。
气体在激光切割过程中主要起到冷却、保护和吹走熔融物的作用。
二、光纤激光切割头气体的选择
光纤激光切割头通常使用氧气和氮气作为辅助气体。
氧气可以提高切割效率，促进金属材料的氧化反应，使切割面更容易形成。
而氮气则可以用于提高激光切割效果，降低切割面的氧化程度。
三、不同材料的切割气体选择
不同的切割材料需要选择不同的辅助气体。
例如，在切割不锈钢时，可以选择氮气作为辅助气体，以提高切割质量；在切割碳钢时，可以选择氧气和氮气的混合气体，以达到更好的切割效果。
四、切割气体的纯度要求
切割气体的纯度对激光切割效果也有很大影响。
纯度越高，切割效率和切割质量越好。
一般来说，氧气的纯度要求在 99.5% 以上，氮气的纯
度要求在 99.9% 以上。
五、激光切割机的切割效果与辅助气体的选择
激光切割机的切割效果与辅助气体的选择密切相关。
合适的辅助气体可以提高切割效率、切割质量和切割面的光洁度。
在实际操作中，需要根据切割材料的材质、厚度等因素选择合适的辅助气体。