表格式学习任务教学设计

表格式学习任务教学设计（参考）

学习材料准备：

任务书，火焰切割作业指导书，参考书《实用钣金技术手册》、国家标准《焊接与切割安全》（GB9448-1999）等，钢板Q235，δ=6~10mm。

设备及工具：

氧-乙炔气瓶1套、氧-乙炔胶管1套、清渣锤，钢丝刷，锉刀，2.5磅手锤，5m钢卷尺，500mm直角尺和划线工具等。

教学环境和实施要求：

1.具有讨论区，作业区，成果展示区，资料查询区等功能区的一体化教室，能承担20人的小班分组教学，各小组6人，各小组桌椅可成矩形摆放。

2.焊接加工实训车间，配备氧-乙炔火焰切割设备、计算机1台、投影仪1台。

七、教学流程

金属材料的切割——低碳钢中板的火焰切割教学活动策划表

考核评价表

一、背景知识

气割和气焊几乎是同时诞生的“孪生兄弟”，构成金属材料的一“裁”一“缝”，气割是目前应用最广的金属材料切割、下料、开焊接坡口的重要加工工艺方法之一，在工业生产、建筑施工中得以广泛应用。

（一）、气体火焰的种类和性质

气割火焰有：氧-乙炔焰、氧-液化石油气火焰等，常用的是氧-乙炔焰。

氧-乙炔焰是氧与乙炔混合燃烧所形成的火焰。氧-乙炔焰的外形、构造、火焰的化学性质及火焰的温度分布与氧气和乙炔的混合比大小有关。

根据氧与乙炔混合比的大小不同，可得到三种不同性质的火焰，即中性焰、碳化焰和氧化焰，中性焰适用于碳钢低合金钢火焰切割。

（二）、气割的原理

气割是利用气体火焰的热能，将工件切割处预热到一定温度后，喷出高速切割氧流，使其燃烧并放出热量，实现切割的方法。氧气切割过程包括下列三个阶段：其一是气割开始时，用预热火焰将起割处的金属预热到燃烧温度(燃点)；其二是向被加热到燃点的金属喷射切割氧，使金属剧烈地燃烧；其三是金属燃烧氧化后生成熔渣和产生反应热，熔渣被切割氧吹除，所产生的热量和预热火焰热量将下层金属加热到燃点。这样就将金属逐渐地割穿，随着焊炬的移动，即可切割成所需的形状和尺寸。

所以金属的气割过程实质是金属在纯氧中的燃烧过程，而不是熔化过程。

二、相关知识

（一）、气割工艺参数

气割工艺参数主要包括气割氧压力、气割速度、预热火焰能率、割嘴与割件的倾斜角度、割嘴离割件表面的距离等。

1.气割氧压力

选择氧气压力的依据一般是随割件厚度的增大而加大，或随割嘴代号的增大而加大。

2.气割速度

气割速度主要也取决于切割件的厚度。割件越厚，割速越慢。切割厚大断面的工件，还要增加横向摆动；但割速太慢，会使割缝边缘不齐，甚至产生局部熔化现象，割后清渣困难。割件越薄，割速越快。但也不能过快，否则，会产生很大的后拖量或割不透现象。气割速度的正确与否，主要根据割缝的后拖量来判断。

3.预热火焰能率

气割时，预热火焰应采用中性焰或轻微氧化焰。碳化焰不能采用，因为碳化焰中有游离碳存在，会使割缝边缘增碳。在切割过程中，要注意随时调整预热火焰，防止火焰性质发生变化。

预热火焰能率的大小与割件厚度有关。割件越厚，火焰能率应越大。但是在气割厚板时火焰能率的大小要适宜，如果此时火焰能率选择过大，会使割缝上缘产生连续的珠状钢粒，甚至熔化成圆角，同时还造成割缝背面粘附的熔渣增多，从而影响气割质量。火焰能率选择过小，割件得不到足够的热量，会使割速减慢而中断气割工作。

4.割嘴与割件的倾斜角

倾斜角的大小要随割件厚度而定，见表1。

表1 割嘴倾角与割件厚度的关系

5.割嘴离割件表面的距离

选择割嘴离割件表面的距离时，要根据预热火焰的长度和割件厚度确定。在通常情况下火焰焰心距割件表面为3～5mm。当割件厚度小于20 mm时，火焰可长些，距离可适当加大；当割件厚度大于或等于20mm时，由于气割速度慢，为了防止割缝上缘熔化，火焰可短些，距离应适当减小。这样，可以保持气割氧流的挺直度和氧气的纯度，使气割质量得到提高。

除了气割工艺参数，气割质量的好坏还与割件材质质量及表面状况(氧化皮、涂料等)、割缝的形状(直线、曲线和坡口等)等因素有关。

（二）、气割设备及工具

割炬是手工气割的主要工具。割炬的作用是将可燃气体与氧气以一定的比例混合后，形成具有一定热量和形状的预热火焰，并在预热火焰的中心喷射切割氧气进行气割。

1.割炬型号的表示方法

2.割炬的分类

(1)按可燃气体与氧气混合的方式不同可分为射吸式割炬和等压式割炬，其中

以射吸式割炬的使用最为普遍。

(2)按用途不同可分为普通割炬、重型割炬、焊割两用炬等。

3.射吸式割炬的构造及工作原理

(1)射吸式割炬的构造

射吸式割炬以射吸式焊炬为基础，它的结构可分为两部分：一部分为预热部分，其构造与射吸式焊炬相同，具有射吸作用，可以使用低压乙炔；另一部分为切割部分，它是由切割氧调节阀、切割氧气管以及割嘴等组成。

割嘴的构造与焊嘴不同。焊嘴上喷孔是小圆孔，所以气焊火焰呈圆锥形；而射吸式割炬的割嘴混合气体的喷射孔有环形和梅花形两种。环形割嘴的混合气体孔道呈环形，整个割嘴由嘴和外嘴两部分组合而成，又称组合式割嘴。梅花形割嘴的混合气体孔道，呈小圆孔均匀地分布在高压氧孔道周围，整个割嘴为一体，又称整体式割嘴。

(2)射吸式割炬的工作原理

气割时，先逆时针方向稍微开启预热氧调节阀，再打开乙炔调节阀并立即进行点火，然后增大预热氧流量，使氧气与乙炔在喷嘴混合，经过混合气体通道从割嘴喷出产生环形预热火焰，对割件进行预热。待割件预热至燃点时，逆时针方向开启切割氧调节阀，此时高速氧气流将割缝处的金属氧化并吹除，随着割炬的不断移动即在割件上形成割缝。

4.气割设备、工具的连接

（1）、气瓶与减压器连接

（2）、减压器与气体胶管连接

（3）、气体胶管与割炬的连接