气焊与气割基础知识

气焊

qìhàn

气焊英文为 oxygen fuel gas welding (简称OFW）。

利用可燃气体与助燃气体混合燃烧生成的火焰为热源，熔化焊件和焊接材料使之达到原子间结合的一种焊接方法。

助燃气体主要为氧气，可燃气体主要采用乙炔、液化石油气等。所使用的焊接材料主要包括可燃气体、助燃气体、焊丝、气焊熔剂等。特点设备简单不需用电。设备主要包括氧气瓶、乙炔瓶（如采用乙炔作为可燃气体）、减压器、焊枪、胶管等。由于所用储存气体的气瓶为压力容器、气体为易燃易爆气体，所以该方法是所有焊接方法中危险性最高的之一。

优点

a.设备简单、使用灵活；

b.对铸铁及某些有色金属的焊接有较好的适应性；

c.在电力供应不足的地方需要焊接时，气焊可以发挥更大的作用。

缺点

a.生产效率较低；

b.焊接后工件变形和热影响区较大；

c.较难实现自动化。

器材

气焊丝和气焊熔剂

（1）气焊丝

气焊时，焊丝不断地送入熔池内，并与熔化的基本金属熔合形成焊缝。焊缝的质量在很大程度上与气焊丝的化学成分和质量有关。常用气焊丝的型号和用途如下：

1）结构钢焊丝一般低碳钢焊件采用的焊丝有H08A；重要的低碳钢焊件用H08Mn和H08MnA；中强度焊件用H15A；强度较高的焊件用H15Mn。

焊接强度等级为300～350MPa的普通碳素钢时，采用H08A、H08Mn和H08MnA 等焊丝。

焊接优质碳素钢和低合金结构钢时，可采用碳素结构钢焊丝或合金结构钢焊丝，如H08Mn、H08MnA、H10Mn2以及H10Mn2MoA等。

2）铸铁用焊丝铸铁焊丝分为灰铸铁焊丝和合金铸铁焊丝，其型号、化学成分可参见相关国家标准。

（2）气焊熔剂

1）气焊熔剂的作用气焊过程中，被加热的熔化金属极易与周围空气中的氧或火焰中的氧化合生成氧化物，使焊缝中产生气孔和夹渣等缺陷。为了防止金属的氧化及消除已经形成的氧化物，在焊接有色金属、铸铁以及不锈钢等材料时必须采用气焊熔剂。

2）常用气焊熔剂及选用气焊熔剂应根据母材金属在气焊过程中所产生的氧化物的种类来选用。所选用的熔剂应能中和或溶解这些氧化物。

汉语拼音：qìgē；英语：[gas cutting]

气割枪

气割就是用氧-乙炔（或其它可燃气体，如丙烷、天然气等）火焰产生的热能对金属(如钢板、型钢或铜锭)的切割。气割所用的可燃气体主要是乙炔、液化石油气和氢气。可燃气体与氧气的混合及切割氧的喷射是利用割炬来完成的，割炬的结构如图所示，它比焊炬多一根氧气导管。

气割简介

利用可燃气体同氧混合燃烧所产生的火焰分离

气割割炬

材料的热切割，又称氧气切割或火焰切割。气割时，火焰在起割点将材料预热到燃点，然后喷射氧气流，使金属材料剧烈氧化燃烧，生成的氧化物熔渣被气流吹除，形成切口。气割用的氧纯度应大于99％；可燃气体一般用乙炔气，也可用石油气、天然气或煤气。用乙炔气的切割效率最高，质量较好，但成本较高。

气割设备主要是割炬和气源。割炬是产生气体火焰、传递和调节切割热能的工具，其结构影响气割速度和质量。采用快速割嘴可提高切割速度，使切口平直，表面光洁。手工操作的气割割炬，用氧和可燃气体的气瓶或发生器作为气源。半自动和自动气割机还有割炬驱动机构或坐标驱动机构、仿形切割机构、光电跟踪或数字控制系统。大批量下料用的自动气割机可装有多个割炬和计算机控制系统。被气割的金属材料应具备下列条件：①在纯氧中能剧烈燃烧，其燃点和熔渣的熔点必须低于材料本身的熔点。熔渣具有良好的流动性，易被气流吹除。②导热性小。在切割过程中氧化反应能产生足够的热量，使切割部位的预热速度超过材料的导热速度，以保持切口前方的温度始终高于燃点,切割才不致中断。因此,气割一般只用于低碳钢、低合金钢和钛及钛合金。气割是各个工业部门常用的金属热切割方法，特别是手工气割使用灵活方便，是工厂零星下料、废品废料解体、安装和拆除工作中不可缺少的工艺方法。

气割原理

是利用可燃气体与氧气混合燃烧的火焰热能将工件切割处预热到一定温度后，喷出高速切割氧流，使金属剧烈氧化并放出热量，利用切割氧流把熔化状态的金属氧化物吹掉，而实现切割的方法。金属的气割过程实质是铁在纯氧中的燃烧过程，而不是熔化过程。

气割要求

气割时应用的设备器具除割炬外均与气焊相同。气割过程是预热一燃烧一吹渣过程，但并不是所有金属都能满足这个过程的要求，只有符合下列条件的金属才能进行气割。

1.金属在氧气中的燃烧点应低于其熔点；

2.气割时金属氧化物的熔点应低于金属的熔点；

3.金属在切割氧流中的燃烧应是放热反应；

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要少。

符合上述条件的金属有纯铁、低碳钢、中碳钢和低合金钢以及铁等。其它常用的金属材料如：铸铁、不锈钢、铝和铜等，则必须采用特殊的气割方法（例如等离子切割等）。目前气割工艺在工业生产中得到了广泛的应用。

气割特点

优点

1. 切割钢铁的速度比刀片移动式机械切割工艺快;

2. 对于机械切割法难于产生的切割形状和达到的切割厚度,气割可以很经济地实现;

3. 设备费用比机械切割工具低;

4. 设备是便携式的,可在现场使用;

5. 切割过程中,可以在一个很小的半径范围内快速改变切割方向;

6. 通过移动切割器而不是移动金属块来现场快速切割大金属板;

7. 过程可以手动或自动操作.

缺点

1. 尺寸公差要明显低于机械工具切割;

2. 尽管也能切割象钛这些易氧化金属,但该工艺在工业上基本限于切割钢铁和铸铁;

3. 预热火焰及发出的红热熔渣对操作人员可能造成着火和烧伤的危险;

4. 燃料燃烧和金属氧化需要适当的烟气控制和排风设施;

5. 切割高台金钢铁和铸铁需要对工艺流程进行改进;

6. 切割高硬度钢铁可能需要割前预热,割后继续加热,来控制割口边缘附近钢铁的金相结构和机械性能.

7. 气割不推荐用于大范围的远距离切割.

气焊与气割属明火作业，具有高温、高压、易燃易爆的特点，且经常与可燃、易燃物质以及压力容器打交道，存在着较大的火灾爆炸危险性。

气焊与气割所使用的乙炔、氢气、煤气、天然气、液化石油气等都是易燃易爆气体。氧气具有强烈的助燃性，化学性质（O2）极为活泼，稍不注意，容易发生燃烧和引起爆炸。

气焊与气割所使用的设备、器具，如乙炔发生器、乙炔瓶、液化石油气罐、氧气钢瓶均属受压或高压容器，本身就具有较大的危险因素.

气焊与气割的火焰温度高，作业过程中熔融的金属火星到处飞溅，若溅到周围可燃物上，能引起阴燃造成火灾，尤其在进行气割时，温度更高，熔融的金属氧化物更多，飞溅的距离范围更大，造成火灾的危险性也就更为突出。