9-第九章--气焊与热切割

乙炔与氧气混合燃烧的温度为3100℃～
3300℃，与空气混合燃烧的温度为2350℃

乙炔的易燃性 自然点低（305℃），点火能量小 （0.019mj）.在一定条件下，很容易因分子聚合 （≤540℃，压力＜0.3Mpa）、分解而发生着火、 爆炸（＞580℃、压力＝0.15Mpa）.
危险 ！
乙炔火焰的传播速度在空气中为 2～3.7m/s, ～ 在氧气中为13.5m/s. 乙炔的爆炸性 压力和温度、乙炔的杂质、接触介质、盛装 容器的直径。
（9）石油气瓶充灌过满，受热时瓶内压力过高。
气瓶运输(含装卸) 安全要求
(1)装运气瓶的车辆应有“危险品”的安全标志。 (2)气瓶必须配戴好瓶帽(有防护罩的除外)，并要拧紧，防止 摔断瓶阀造成事故。 (3)要轻装轻卸，避免剧烈震动，严禁抛、滑、滚、冲击，以 防气体膨胀爆炸，最好备有波浪形的瓶架，垫上橡皮或其它 软物，以减小震动。 (4)禁止用起重机直接吊运钢瓶，充实的钢瓶禁止喷漆作业。
④ 在任何情况下，应注意避免在容器或管道内
形成乙炔—空气或乙炔—氧气混合气，一旦形成， 必须采取安全措施。
⑤ 乙炔发生器的温度计只能用酒精温度计指示，
禁止使用水银温度计。凡供乙炔使用的器材都不 能用银或含铜量超过70％铜合金制造。
⑥ 乙炔含磷化氢＜0.08 ％。 ⑦ 装盛乙炔的容器或管道，不得随意焊补或切

氢气（H2） 无色无味，密度0.07 ㎏/m³ ，为空气的6.9％， 是最轻的气体。 氢在空气中的自燃点560 ℃，在氧气中的自燃 点450 ℃。
氢气与氯气混合物为1∶1时见光就爆炸。温 度为240 ℃时能自燃。 氢与氟化合能发生爆炸，甚至在阴暗处也会发 生爆炸。

氧气（O2） 无色无味无毒；密度1.429kg/m³ （空气
1—瓶体 2—胶围 3—瓶箍 4—瓶阀 5—瓶帽
氧气瓶肩部标记
复验标记

（二）乙炔瓶 贮存和运输乙炔气的专用容器。 瓶体为白色，标明“不可近火” 红字。 不能高压压入气体，瓶体结构 复杂。 瓶内布满微孔填料，微孔浸满 丙酮，用于溶解乙炔。 瓶体外部装有防震胶圈。 标记：容量.重量.制造日期.最 高承装压力.试验压力等。 三年复检一次。
中性焰
源自文库
1～1.2
火焰中无过剩乙炔和氧， 焊接时焰芯应 焊接时熔池不沸腾，清 离熔池3～5㎜ 澈且洁净，液态金属流 不需搅拌 动性好。火焰温度 3050～3150 火焰具有氧化性，过剩 氧气会使熔池中合金烧 损。火焰温度3100～ 3300 焊接时焰芯应 离熔池3～10 ㎜
氧化焰
＞1.2
气焊气割工艺参数的选择
割嘴倾角
切割速度
割嘴与割件的表面距 割嘴距割件表面的距离为3 ～5 ㎜。割件较薄时，可适 离 当增大，较厚时减小。
预热火焰的能率 ①随割件的厚度增加而增加 ②在适当的速度下能保证切割质量
第三节 常用气体的性质及使用安全要求 气焊气割常用的可燃气体
乙炔、氢气、液化石油气等 气焊气割常用的助燃气体 氧气 乙炔（C2H2） 又名电石气，常温大气压下是一种无色、微 毒、特殊臭味（硫化氢＜0.1％，磷化氢≤0.08 ％）。比空气稍轻，﹣83℃时可变成液体， ﹣85℃时可变成固体。
第九章 气焊与热切割
第一节 气焊与热切割的基本原理、适用 范围与安全特点

气焊与热切割的基本原理与适用范围 气焊：利用可燃气体与助燃气体混合燃烧的火焰 加热熔化工件的接缝处和焊丝从而达到金属间牢固 连接的方法。
焊炬
焊丝
焊件

气割：利用可燃气体与氧气混合燃烧的预热火焰， 将被切割金属加热至燃烧点，并在氧气的射流中 剧烈燃烧，金属燃烧时形成的氧化物在熔化状态 时被切割氧流吹掉，使金属分割开的加工方法。
④石油气气态时比空气重，宜向低处流动，液态
时，比水或汽油轻，能漂浮在液面上。因此在储 存、使用液化石油气时，应采取安全措施。 ⑤使用石油气时，必须采用耐油性强的橡胶导管 或衬垫。 ⑥石油气瓶内部的压力与温度成正比。 ⑦石油气有一定的毒性，空气中含量很少时，人 呼吸了一般不会中毒。 ⑧ 石油气点火时，要先点燃引火物再开气，不 要颠倒次序。
(7)夏季运输应有遮阳设施，适当覆盖，避免曝晒；城市的 繁华市区应避免白天运输。
(8)严禁烟火。运输可燃气体气瓶时，运输工具上应备有灭 火器材。 (9)运输气瓶的车、船不得在繁华市区、重要机关附近停靠； 车、船停靠时，司机与押运人员不得同时离开。
(10)装有液化石油气的气瓶不应长途运输。
气瓶储存时的安全要求
(5)瓶内气体相互接触能引起燃烧、爆炸，产生毒气的气瓶， 不得同车(厢)运输；易燃、易爆、腐蚀性物品或与瓶内气体 起化学反应的物品，不得与气瓶一起运输。如氧气瓶不得与 油脂物质和可燃气体钢瓶同车运输。
(6)气瓶装在车上，应妥善固定、避免碰撞、摩擦和滚动， 一般应横放在车厢里，头部朝向一方，垛高不得超过车厢高 度，则不超过五层；如立放时，车厢高度应在瓶高的三分之 二以上。
火灾、爆炸 烫伤 急性中毒 触电 高空坠落 机械伤害
第二节 气焊气割火焰及工艺参数的选择
气割气焊火焰的选择 根据乙炔和氧气混合比例的不同，得到三种不同 的火焰：
表9–1
火焰种类 碳化焰
氧乙炔焰种类、焊接性能和适用范围
氧／乙炔 ＜1 焊接性能 火焰中乙炔过剩，含有 游离碳和较多的氢。焊 接低碳钢时会渗碳。火 焰温度2700～3000 焊接条件 焊接时焰芯应 离熔池3～5㎜ 可焊接的材料 镍、高碳钢、 高速钢、蒙乃 尔合金、碳化 钨合金，铸铁、 镀锌铁皮等 低碳钢、低合 金钢、灰铸铁 球墨铸铁、铝 及铝合金 黄铜、青铜等
火焰种类
焊嘴倾斜角 ①在焊接厚度大，母材熔点较高或导热性较好的焊件时，焊嘴倾角要 度 选得大一些，反之，要选得小一些。 ②在焊接刚开始时，焊嘴倾角要选得大一些，结束时，小一些。 焊接速度 ①对于厚度大，熔点高的焊件，焊接速度要慢一些。 ②对于厚度薄，熔点低的焊件，焊接速度要快一些。
表9－3 工件厚度/㎜ 焊丝直径/㎜ 1～2 1～2 2 ～3 2
割。
液化石油气 在标准状态下，密度为1.8～2.5㎏/m³ ,比空气 重，液体则比水、汽油轻。 石油气与氧气混合燃烧的温度为2000 ～ 2850℃ 石油气的特点和安全要求

① 石油气宜挥发，闪点低。 ② 如供氧不足，会产生一氧化碳，使人中毒，严
重时有生命危险。 ③组成石油气的几种气体都能与空气或氧气形成 爆炸性混合气，但它们的爆炸极限都比较窄。
切割嘴 割缝 切割氧 预热焰
氧化渣
割件
气焊特点 设备及工具简单，通用性大。 焊接较薄、较小的工件，有色金属及铸 铁。 修复磨损、报废的零件。 任何无电源的条件下都能使用。 气割特点 效率高、成本低、设备简单能进行各种 位置切割 能对各种碳钢和低合金钢下料。
气焊与热切割的安全特点

(1)应置于专用仓库储存，气瓶仓库应符合《建筑设计防火 规范》的有关规定。 (2)仓库内不得有地沟、暗道，严禁有明火和其他热源；仓 库内应通风、干燥，避免阳光直射。 (3)盛装易起聚合反应或分解反应气体的气瓶，必须规定储 存期限，并应避开放射性射线源。 (4)空瓶与实瓶两者应分开放置，并有明显标志，毒性气体 气瓶和瓶内气体相互接触能引起燃烧、爆炸，产生毒物的气 瓶，应分室存放，并在附近设置防毒用具或灭火器材。 (5)气瓶放置时要配戴好瓶帽，以免碰坏气门和防止油质尘 埃侵入气门口内。 (6)气瓶应放置整齐。立放时，应该有栏杆或支架加以固定 或扎牢，以防倾倒；横放时，头部朝同一方向，垛高不宜超 过五层。
表9－2 工艺参数 焊丝直径 火焰能率 常用金属材料气焊工艺参数的选择要点 选择要点 ①根据焊件的厚度和坡口形式来选择。 ②焊丝直径可参考表9－3。 ①根据焊件的厚度、母材的熔点和导热性及焊缝的空间位置来选择。 ②在选择较厚的焊件，熔点较高的金属，导热性较好金属要选择较大 的火焰能率。 ③火焰能率是由焊炬型号及焊嘴号码大小决定。 ①气焊时对需要减少元素烧损的材料，应选中性焰。 ②对允许和需要增碳及还原气氛的材料，应选用碳化焰。 ③对母材含有低沸点元素的材料，应选用氧化焰。
1.29kg/m³ ）。不能自燃。化学性质极为活泼的助
燃气体，属强氧化剂。氧混合物具有很宽的爆炸 极限范围，遇火或高温条件即能发生爆炸。

氧气既是助燃气体，又可促使某些易燃物质自燃。
危险 ！
焊接使用的氧气纯度要求 一级：不低于99.2％；二级：不低度于98.5％-99.2％。 纯度越高，火焰温度则越高，得到质量好，否则影 响气焊气割工艺质量。 氧气用压缩机压进氧气瓶或各种管道，氧气瓶内工 作压力为15MPa，输送管道内的压力为0．5～15MPa。
乙炔的储存 乙炔在丙酮中的溶解度是随着压力的增高而 增加，温度的增高而降低。 乙炔的毒性 中毒现象比较少见，主要表现为中枢神经系统 的损伤。 乙炔使用注意事项

① 不得超过安全规定的压力极限 ② 不得超过安全规定的温度 ③ 乙炔着火时，严禁用四路化碳灭火器扑灭，
宜用二氧化碳灭火器或干粉灭火器扑救。
1—瓶帽 2—瓶阀 3—分解网 4—瓶体 5—微孔填料(硅酸钙) 6—底座 7—易熔塞
（三）氢气瓶
储存氢气的高压容器 承装压力为15Mpa 瓶体颜色：深绿色 瓶阀处螺纹：反丝 氢气瓶使用的安全规则 参考乙炔瓶和氧气瓶
1 —瓶体；2—胶圈；3—瓶箍 4—瓶阀；5—瓶帽
液化石油气瓶
储存液化石油气的专用焊接类容器 气瓶最大工作压力1.6Mpa 水压试验压力3Mpa 气瓶颜色：银灰色
第五节 气瓶爆炸事故原因及其在运输、移动、储存、 使用过程中的安全措施
气瓶发生爆炸主要原因：
(1)气瓶的材质、结构或制造工艺不符合安全要求。例如 材料冲击值低，瓶体严重腐蚀，瓶壁厚薄不匀，有夹层等。
(2)由于保管和使用不善，受日光曝晒、明火、热辐射等 作用，使瓶温过高，压力剧增，直至超过瓶体材料强度极 限，发生爆炸。氧气瓶在盛夏的阳光直接曝晒下，瓶壁受 热升温可达100℃以上；将氢气瓶放于太阳光下曝晒，瓶 温每升高2℃，瓶内压力就增加100kPa，乙炔瓶受热超过 30℃，乙炔在丙酮里溶解度降低，压力即大大升高。

质量
第四节 常用气瓶的结构和使用安全要求
常用气瓶的种类
压缩气瓶：氧气瓶、氢气瓶等 溶解气瓶：乙炔瓶 液化气瓶：石油气瓶


（一）氧气瓶 是贮存和运输氧气的专用 高压容器。 瓶体为天蓝色，黑漆标明 “氧气”。 瓶体外部装有防震胶圈。 标记：容积.重量.出厂. 日期.厂名.压力。 三年复检一次。包括 水 压和瓶壁腐蚀性检查。
(3)在搬运装卸时，气瓶从高处坠落、倾倒或滚动等，发 生剧烈碰撞冲击。
(4)放气速度太快，气体迅速流经阀门时产生静 电火花。 (5)氧气瓶上沾有油脂，在输送氧气时急剧氧化。 (6)可燃气瓶(乙炔、氢气、石油气瓶)发生漏气。 (7)乙炔瓶内多孔物质下沉，产生净空间，使乙 炔瓶处于高压状态。
(8)乙炔瓶处于卧放状态，或大量使用乙炔时出 现丙酮随同流出
气焊焊丝直径的选择 3～5 2 ～3 5 ～10 3 ～4 10 ～15 4 ～6 ＞15 6 ～8
焊嘴倾斜角度示意图
平焊
平焊
右焊法
左焊法
表9－4 工艺参数 切割氧气压力
常用金属材料气割工艺参数的选择要点 选择要点 ①随割件的厚度增加而增高 ②随氧气的纯度增高而降低 ③能保证在适当切割速度下的切割质量 ④快速优质气割时，取决于割嘴的马赫数 ①手工直线切割时，厚度在30㎜以下的割件，采用 20° ～30°后倾角；厚度在18 ㎜以下的割件，后倾 角可增大至40 °；厚度大于30 ㎜的割件，切割刚开 始时，用5 ° ～ 10 °前倾角，割穿后割嘴垂直割件 表面，快结束时采用5 ° ～10 °的后倾角 ②机械切割和用手工进行曲线切割时，割嘴应垂直于割 件表面 ①随割件的厚度增加而减小 ②随氧气纯度的增高而增高 ③切口后拖量较大时，应减小切割速度
乙炔与空气和氧气其他混合气的爆炸性 可燃气体与空气和氧气混合的爆炸极限
表9-5 可燃气体的名称 乙炔 氢 甲烷 天然气 石油气 一氧化碳 可燃气体在混合气体中的含量（体积分数）/ ％ 真空中 2.2～81 3.3 ～81.5 4.8 ～16.7 4.8 ～14 3.5 ～16.3 11.4 ～77.5 15.5 ～93.9 氧气中 2.8 ～93 4.6 ～93.9 5.0 ～59.2