15887873230云南焊工培訓：氣焊與氣割要注意哪些方面？
氣焊與氣割
氣焊（割）是利用可燃氣體與助燃氣體混合燃燒時放出的熱量作為熱源，焊接（或切割）工件的一種工藝方法。它具有設備簡單、操作方便、質量可靠、成本低、適用性好等特點。因此，氣焊（割）技術在工業(yè)生產、建筑施工中得以廣泛應用。
氣焊（割）不僅能對鋼材進行下料和坡口準備，還能焊接薄板和低熔點材料（有色金屬及其合金），以及進行釬焊、構件變形的火焰矯正等。氣焊（割）是金屬材料加工的主要方法之一。
氣焊設備、工具及材料
一、氣焊設備及工具的使用方法
氣焊設備及工具主要包括氧氣瓶、乙炔瓶、減壓器、焊炬等，輔助工具包括氧氣膠管、乙炔膠管、護目鏡、點火槍及鋼絲刷等。
1. 氧氣瓶
氣瓶是儲存和運輸氧氣的一種高壓容器。氣瓶的容積為 40 L，在 15 MPa 壓力下可儲存6m的氧氣。氧氣瓶主要由瓶體、瓶帽、瓶閥及瓶箍等組成，如圖 2—1 所示。
（1）瓶體 瓶體是用合金鋼經熱擠壓制成的圓筒形無縫容器。它的外表涂天藍色，并標注黑色"氧氣"字樣。
（2）瓶閥 瓶閥是控制瓶內氧氣進出的閥門。目前，主要采用活瓣式氧氣瓶閥，如圖 2—2 所示。這種瓶閥使用方便，可用扳手直接開啟和關閉。
使用時，如果用手輪按逆時針方向旋轉，則開啟瓶閥;手輪順時針旋轉則關閉瓶閥。瓶的一側裝有安全膜。當瓶內壓力超過規(guī)定值時，安全膜片即自行爆破放氣，從而保證了氧氣瓶的安全。
（3）氧氣瓶的使用方法
1）在使用時，氧氣瓶應直立放置，安放穩(wěn)固，防止傾倒。只有在特殊情況下才允許臥放，但瓶頭一端必須墊高，并防止?jié)L動。
2）開啟氧氣瓶時，焊工應站在出氣口的側面，先擰開瓶閥，吹掉出氣口內雜質，再與氧氣減壓器連接。開啟和關閉氧氣瓶閥時動作不要過猛。
3）氧氣瓶內的氧氣不能全部用完，至少要保持0.1～0.3 MPa 的壓力，以便充氧時便于鑒別氣體性質及吹除瓶閥內的雜質，還可以防止使用中可燃氣體倒流或空氣進入瓶內。
4）夏季露天操作時，氧氣瓶應放在陰涼處，避免陽光的強烈照射。
采用如圖2—3 所示的方法消除氧氣瓶閥的泄漏現(xiàn)象。用扳手將壓緊螺母扳緊，如圖2—3a所示。如果無效時，應順時針旋動手輪，將瓶閥閥門關緊。然后卸掉手輪及壓緊螺母，取出損壞的密封墊圈（圖2—3b）。接著，換上新的密封墊圈，并用扳手將壓緊螺母扳緊，最后將手輪重新裝好。
2.乙炔瓶
乙炔瓶是一種儲存和運輸乙炔的容器。它主要由瓶體、瓶 閥、瓶 內 的多孔性填料 等 組成，如圖2-4 所示。
（1）瓶體 乙炔瓶體是由低合金鋼板經軋制焊接制成的。瓶體的外表漆成白色，并標注紅色"乙炔"字樣。瓶內最高壓力為 1.5 MPa。為了穩(wěn)定而安全地儲存乙炔，瓶內裝著浸滿丙酮的多孔性填料。填料多采用多孔輕質的活性炭、浮石、硅酸鈣及石棉纖維等。目前，廣泛采用硅酸鈣。
（2） 乙炔瓶閥 它是控制瓶內乙炔進出的閥門。其構造如圖 2—5 所示。乙炔瓶閥與氧氣瓶閥不同，沒有旋轉手輪。活門的開啟和關閉是利用方孔套筒扳手轉動閥桿上端的方形頭實現(xiàn)的。閥桿逆時針方向旋轉，瓶閥開啟;反之，關閉瓶閥。乙炔瓶閥的閥體旁側沒有側接頭，因此必須使用帶有夾環(huán)的乙炔減壓器。
（3）乙炔瓶的使用方法
1）乙快瓶在使用時只能直立放置，不能橫放。否則，瓶內的丙酮會流出，甚至會通過壓器流 人乙炔膠管和焊炬內，引起燃燒或爆炸。
2）乙炔瓶應避免劇烈的振動和撞擊，以免填料下沉形成空洞，影響乙炔的儲存，甚至造成乙炔瓶爆炸。
3）乙炔瓶的表面溫度不應超過30℃。溫度過高會降低乙炔在丙酮中的溶解度，使瓶內的乙炔壓力急劇增高。
4）工作時，使用乙炔的壓力不能超過0.15 MPa，輸出流量不能超過1.5m2/h。
5）乙炔減壓器與乙炔瓶的瓶閥連接必須可靠，嚴禁在漏氣的狀況下使用。
6）乙炔瓶內的乙炔不能全部用完。當高壓表的讀數(shù)為零，低壓表的讀數(shù)為0.01 ～ 0.03 MPa 時，應立即關閉瓶閥。
由于乙炔是易燃、易爆氣體，因此焊工在使用乙炔瓶時必須小心謹慎，應嚴格遵守乙炔瓶的安全使用規(guī)程。
3.減壓器
（1）減壓器的作用 減壓器具有減壓和穩(wěn)壓的作用。
1）減壓作用 雖然氣瓶內壓力較高，但是氣焊（割）時所需的工作壓力卻較小。例如，氧氣的工作壓力一般要求為0.1～0.4 MPa，乙炔的工作壓力最高為0.15 MPa。因此，需要用減壓器把儲存在氣瓶內的高壓氣體降為低壓氣體，才能輸送到焊炬內使用。
2）穩(wěn)壓作用 隨著氣體的消耗，氣瓶內氣體的壓力逐漸下降，即在氣焊工作中氣瓶內的氣體壓力是時刻變化的。這種變化會影響氣焊過程的順利進行。因此，就需要使用減壓器保持輸出氣體的壓力和流量不受氣瓶內氣體壓力下降的影響，使工作壓力自始至終保持穩(wěn)定。
（2）減壓器的分類 按用途不同，減壓器可分為氧氣減壓器和乙炔減壓器，還可分為集中式和崗位式。按構造不同，減壓器可分為單級式和雙級式。按工作原理不同，減壓器可分為正作用式、反作用式及雙級混合式。國內比較常用的是單級反作用式和雙級混合式。
（3）減壓器的構造 氧氣、乙炔和丙烷等氣體所用的減壓器，在工作原理、構造和使用方法上基本相同。不同之處是∶乙炔減壓器與乙炔瓶的連接是用特殊的夾環(huán)，并用緊固螺栓加以固定。
（4）減壓器的使用方法
1）安裝減壓器之前，要稍微打開氧氣瓶閥門，吹除污物，以防灰塵和水分帶入減壓器。同時，還要檢查減壓器接頭螺紋是否損壞，應保證減壓器接頭螺紋與氧氣瓶閥連接達到 5 扣以上，以防安裝不牢高壓氣體射出傷人;還要檢查高壓表和低壓表的表針是否處于零位。
2）在開啟瓶閥時，瓶閥出氣口不得對準操作者或者他人，以防高壓氣體突然沖出竹人。將減壓器的調壓螺釘旋松，使其處于非工作狀態(tài)，以免開啟瓶閥時損壞減壓器。
3）在氣焊工作中，必須注意觀察工作壓力表的壓力數(shù)值。調節(jié)工作壓力時，要緩慢其旋進調壓螺釘，以免高壓氧沖壞彈簧、薄膜裝置和低壓表。停止工作時，應先關閉高壓氣并的瓶閥，然后放出減壓器內的全部余氣，放松調壓螺釘使表針降到零位。
4）減壓器上不得沾染油脂、污物。如果有油脂，應擦拭干凈再用。
5）嚴禁不同氣體的減壓器及壓力表替換使用。
6）減壓器如果有凍結現(xiàn)象，應用熱水或水蒸氣解凍，絕不允許使用火焰烘烤。
4.焊矩
焊炬是氣焊時用以控制氣體流量、混合比及火焰，并進行焊接的工具。焊炬的好壞直挖影響氣焊的焊接質量，因此要求焊炬具有良好的調節(jié)性能，以保持氧氣及可燃氣體的比例及火焰能率的大小，使火焰穩(wěn)定地燃燒。同時，焊炬的質量要輕，氣密性要好，操作方便，但用安全可靠。
（2）低壓焊炬工作原理及使用方法 根據(jù)可燃氣體壓力不同，焊炬可分為低壓式焊炸和等壓式焊炬。因為等壓式焊炬不能使用低壓乙炔，所以現(xiàn)在很少采用。本書主要介紹低壓式焊炬
可燃氣體壓力低于0.007 MPa 的焊炬稱為低壓焊炬�？扇細怏w靠噴射氧流的射吸作用與氧混合，所以又稱為射吸式焊炬。低壓焊炬又分為換嘴式和換管式2 種。低壓焊炬及其閥門調節(jié)法如圖2—8 所示。
1、打開氧氣調節(jié)閥，氧氣即從噴嘴口快速射出，并在噴嘴外圍造成負壓（即產生吸力）;再打開乙炔調節(jié)閥，乙炔氣即聚集在噴嘴的外圍。由于氧射流負壓的作用，聚集在噴嘴外圍的乙炔很快地被氧氣吸入，并按一定的比例（體積比約為1∶1）與氧氣混合，同時以相當高的流速經過射吸管，混合后從焊嘴噴出。
2、低壓焊炬的使用方法
①首先要根據(jù)焊件的厚度來選擇適當?shù)暮妇婧秃缸�，然后檢查焊炬的射吸情況。接上氧氣膠管，擰開乙炔閥和氧氣閥，將手指輕輕地按在乙炔進氣管接頭上。如果手指感到有一股吸力，則表明射吸能力正常;如果手指沒有感到吸力，甚至氧氣從乙炔接頭上倒流，則表明射吸情況不正常，禁止使用。
②焊炬射吸檢查后，將乙炔管接頭與乙炔膠管接好，檢查焊炬其他各氣體通道及各氣閥是否正常。
③點火時，應先把氧氣閥稍微打開，再打開乙炔閥。點火后立即調整火焰達到正常形狀。
④停止使用焊炬時，應先關乙炔閥，后關氧氣閥，以防止回火和減少煙塵。5.輔助工具
（1）氧氣膠管和乙炔膠管 根據(jù)國家標準《氣體焊接設備 焊接、切割和類似作業(yè)用橡膠軟管》（GB/T 2550—2007）規(guī)定，氣焊中氧氣膠管為藍色或者黑色，內徑為φ8 mm;乙炔膠管為紅色，內徑為φ10 mm。2 種膠管不能互換，更不能用其他膠管代替。
（2）護目鏡 護目鏡主要起保護焊工眼睛不受火焰亮光的刺傷及遮擋金屬飛濺的作用其次用來觀察熔池的情況。護目鏡的顏色應根據(jù)焊工的視力及被焊材料的性質來選擇。一般選用 3～7號的黃綠色鏡片為宜。
（3）點火槍 使用手槍式點火槍最為安全方便。用火柴點火時，應把劃著的火柴從焊嘴后面送到焊嘴上，以免燒傷手。
（4）鋼絲刷、鏨子、錘子、銼刀等 主要用來清理焊縫。
（5）鋼絲鉗和活扳手等 主要用來連接和開啟、關閉氣體通路。
二、氣焊與氣割所用材料
氣焊與氣割所用材料主要指氣焊絲、氣焊熔劑、助燃氣體和可燃氣體等。助燃氣體使用的是氧氣。可燃氣體使用的種類很多，如乙炔氣、氫氣、天然氣和液化石油氣等。目前應用最普遍的是乙炔氣，其次是液化石油氣。
1.氧氣
（1）氧氣的性質 在常溫、常壓下，氧呈氣態(tài)，是一種無色、無味、無毒的氣體。在標準狀態(tài)（0℃，0.1 MPa）下，氧氣的密度是1.429 kg/m2，比空氣略重。當溫度降到-183℃時，氧氣由氣體轉化為淡藍色的液體。當溫度降到-218℃時，液態(tài)氧又轉化為淡藍色的固體。
氧氣是一種化學性質極為活潑的氣體，它能與許多元素化合生成氧化物，同時放出熱量。氧氣本身不能燃燒，但卻具有強烈的助燃作用。因此當工業(yè)高壓氧氣一旦與油脂等易燃物質相接觸（點燃），會發(fā)生劇烈的氧化反應而引起爆炸。所以，在操作中不允許氣焊設備及工具等沾染上油脂。
（2）氧氣的純度為了保證氣焊與氣割的質量，提高生產效率及減小氧氣的消耗量，要求氧氣的純度越高越好。工業(yè)所用氧氣一般分為2 級。
一般情況下，由氧氣廠和氧氣站供應的氧氣可以滿足氣焊和氣割的要求。對于質量要求更高的焊應采用一級純度的氧。氣割時，氧氣純度不應低于 98.5%。
2. 乙炔
（1）乙炔的性質 乙炔在常溫、常壓下呈氣態(tài)。乙炔是一種無色而帶有特殊臭味的碳化合物，其化學式為C2H2。在標準狀態(tài)下，其密度是1.179 kg/m2，比空氣輕。乙炔的燃點為335℃。
乙炔是可燃氣體。它與空氣混合燃燒的火焰溫度為2 350℃，而與氧氣混合燃燒的火焰溫度為3 000～3 300℃，能迅速熔化金屬而達到焊接或切割的目的。
乙炔是一種具有爆炸性的危險氣體，當壓力為 0.15 MPa，氣體溫度為580～600℃時，乙炔就會自行爆炸。乙炔與空氣或氧氣混合而成的氣體，也具有爆炸性，乙炔的含量（按體積計算，以下同，略）在2.2%～81%范圍內與空氣形成的混合氣體，以及乙炔的含量在 2.8%~93%范圍內與氧氣形成的混合氣體，只要遇到火星就會立刻爆炸。
乙炔與銅或銀長期接觸后生成的乙炔銅（Cu，C，）或乙炔銀（Ag，H，）是具有爆炸性的化合物。它們受到劇烈振動或加熱到110～120℃時就會爆炸。所以，嚴禁用銀或純銅制造與乙炔接觸的器具設備，但可用含銅量不超過70%的銅合金制造。乙炔和氯、次氯酸鹽等反應會發(fā)生燃燒和爆炸，所以乙炔燃燒時絕對禁止用四氯化碳滅火。
乙炔爆炸時會產生高熱，特別是產生高壓氣浪，其破壞力很強，使用乙炔時必須注意安全。
（2）乙炔的儲存 如果將乙炔儲存在毛細管內，可大大降低其爆炸性，即使把壓力升高到2.65 MPa也不會爆炸。另外，利用乙炔能大量溶解于丙酮溶液的特性，可將乙炔裝入乙炔瓶內（瓶內有丙酮溶液和活性炭）儲存、運輸和使用。
3.液化石油氣
液化石油氣是油田開發(fā)或煉油廠石油裂解的副產品，其主要成分是丙烷 （C3H8）、丁烷（C4H10）、丙烯（C3H6）、丁烯（C4H8）和少量的乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）等碳氫化合物。
工業(yè)上使用的液化石油氣是一種略帶臭味的無色氣體。在標準狀態(tài)下，其密度為1.8~2.5 kg/m2，密度比空氣大。液化石油氣在0.8～1.5 MPa的壓力下，即由氣態(tài)轉化為液態(tài)，便于裝入瓶內儲存和運輸。
液化石油氣與空氣或氧氣形成的混合氣體也具有爆炸性。但是它的爆炸危險的混合比值范圍較小，因此使用時比乙炔安全。液化石油氣的主要組成物是丙烷。丙烷在氧氣中的燃燒溫度為2 000～2 850℃，其火焰溫度比氧—乙炔焰溫度低，氣割時預熱時間相應要長一些。
液化石油氣在氧氣中的燃燒速度大約是乙炔在氧氣中燃燒速度的一半，完全燃燒所消耗的氧氣量比使用乙炔時大。因此，液化石油氣用于氣割時，應改造割炬，增大混合氣體噴出截面，降低流速，以保證液化石油氣燃燒完全。
在氣割中，采用液化石油氣代替乙炔，不僅割口光滑平整、不滲碳，而且經濟實惠。所以，液化石油氣作為一種新的可燃氣體，已逐漸應用于鋼材的氣割和低熔點的有色金屬焊接中。
4.丙烷
常溫常壓下，丙烷是一種無色、無臭、可燃、無毒的氣體。其蒸氣密度 1.52 g/L，比空氣略大。其熔點為-187.7℃，爆炸極限為2.1% ～9.5%。丙烷的化學性質不太活潑，難溶于水。過量丙烷對人體具有麻醉性。但是，丙烷具有良好的熱力學性能。丙烷燃燒時呈亮黃色。丙烷在充足的氧氣中燃燒時，火焰溫度達到2 800℃左右，其化學反應式如下∶
C3H8+50點燃3CO2+ 4H20
丙烷在氧氣不充足的情況下燃燒時，生成一氧化碳和水。由于丙烷用于切割時切口質量好，并且比乙炔使用時安全，因此丙烷已經成為一種重要的工業(yè)氣體。
（3）氣焊熔劑的分類 按作用不同，氣焊熔劑可分為 2 類∶化學反應熔劑、物理溶解熔劑。
1）化學反應熔劑 由一種或幾種酸性氧化物或堿性氧化物構成，所以又稱為酸性熔劑或堿性熔劑。
①酸性熔劑。由硼砂、硼酸及二氧化硅組成，主要用于焊接銅及銅合金、合金鋼等。這類材料在焊接時形成的氧化亞銅、氧化鋅、氧化鐵等均為堿性氧化物，因此應選用酸性的硼砂和硼酸熔劑。
②堿性熔劑。如碳酸鉀和碳酸鈉等，主要用于焊接鑄鐵。焊接時，由于鑄鐵焊件熔池內形成高熔點（熔點為1 350℃）的酸性三氧化硅，所以應采用堿性熔劑。
使用酸性熔劑和堿性熔劑是利用酸堿中和反應的原理，消除難熔的酸性或堿性氧化物，避免生成氣孔和夾渣，確保焊縫的致密性。
2）物理溶解熔劑 主要有氯化鈉、氯化鋰、氟化鈉等，主要用于焊接鋁及鋁合金。由于焊接時，在熔池表面形成的三氧化二鋁薄膜不能被酸性和堿性氧化物中和，會阻礙焊接的進行，因此利用上述物理溶解熔劑將三氧化二鋁消除，從而使焊接順利進行，以獲得力學性能較高的焊接接頭。
（4） 常用氣熔熔劑的牌號及表示方法 氣焊熔劑的牌號由 3 部分組成、第一部分，2 個字母"CJ"表示氣焊熔劑;第二部分，1位數(shù)字表示用途，1表示不銹鋼或耐熱鋼用，2表矛鑄鐵用，3表示銅及銅合金用，4表示鋁及鋁合金用;第三部分，2 位數(shù)字表示同一類型氣焊熔劑的不同編號。
（5）氣焊熔劑的選用和保存
1）氣焊熔劑的選用 在氣焊時，應根據(jù)母材在焊接過程中所產生的氧化物的種類來選用氣焊熔劑，使所用的氣焊熔劑能中和或溶解這些氧化物。
2）氣焊熔劑的保存 氣焊熔劑應保存在密封的玻璃瓶中，根據(jù)用量取用。取后要蓋緊瓶蓋，以避免氣焊熔劑受潮或臟物進入。
三、氧一乙炔焰的性質及適用范圍
氧—乙炔焰是氧與乙炔混合燃燒所形成的火焰。氧—乙炔焰的外形構造及火焰的溫度分布與氧氣和乙炔的混合比大小有關。
根據(jù)氧與乙炔混合比的大小不同，可得到3 種不同性質的火焰，即中性焰、碳化焰和氧化焰。
1.中性焰
中性焰是氧與乙炔混合比為1.1～1.2 時燃燒所形成的火焰。在一次燃燒（可燃氣體與氧氣預先按一定比例混合好的混合氣體的燃燒）區(qū)內既無過量的氧，也無游離碳。由此可見，中性焰是乙炔和氧氣量比例相適應的火焰。
中性焰的焰心外表面分布著乙炔分解所生成的碳素微粒層，因受高溫而呈現(xiàn)出一個很清晰的焰心。在內焰處，乙炔在氧中燃燒生成的一氧化碳和氫氣，能使熔池金屬的氧化物還原，所以中性焰的內焰實際上并非中性，而是具有一定的還原性。
中性焰距焰心外2～4 mm 處的溫度最高，達3150℃左右，此時熱效率最高，保護效果也最好。因此，氣焊時焰心離工件表面2～4 mm為宜。中性焰適用于低碳鋼、中碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、紫銅、錫青銅及灰鑄鐵等材料的焊接（或氣割）。
2.碳化焰
碳化焰是氧與乙炔的混合比小于1.1時燃燒所形成的火焰。因有過剩的乙炔存在，在火焰高溫作用下分解出游離碳，在焰心周圍出現(xiàn)了淡白色的內焰，其長度比焰心長1~2 倍，是一個明顯可見的富碳區(qū)。
碳化焰的最高溫度在2700~3000℃之間。在焊接低碳鋼時，游離碳會滲入熔池，使焊編金屬的含碳量增加，塑性下降;而且會有過多的氫進入熔池，使焊縫金屬易產生氣孔和裂紋
碳化焰具有較強的還原作用，也有一定的滲碳作用。輕微碳化焰適用于高碳鋼、鑄鐵高速鋼、硬質合金、蒙乃爾合金、碳化鎢和鋁青銅等材料的焊接（或氣割），而強碳化焰泌有實用價值。
3.氧化焰
氧化焰是氧與乙炔混合比大于1.2 時燃燒所形成的火焰。氧化焰中有過量的氧，在尖焰芯外面形成一個有氧化性的富氧區(qū)。由于氧化反應劇烈，因此內焰和外焰分不清，整個焰都縮短了。氧化焰的最高溫度為3100~3300℃。因為氧化焰會使焊縫金屬氧化及形成孔，并加劇熔池中的沸騰，使焊縫中合金元素燒損，從而使焊縫組織變脆，降低了焊縫的能。因此，對于一般的碳鋼和有色金屬的焊接;很少采用氧化焰。焊接黃銅時，如果采用自硅焊絲，氧化焰會使熔池表層形成硅的氧化膜，可減少鋅的蒸發(fā)，因此輕微氧化焰適用于銅、錳黃銅、鍍鋅鐵皮等材料的焊接（或氣割）。
由上述可知，焊接不同的金屬材料，應采用不同性質的火焰才能獲得優(yōu)質焊縫。
