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气割技术气割技术 课程内容课程内容一、气割的原理、特点及应用一、气割的原理、特点及应用二、气割设备及工具二、气割设备及工具三、切割应具备的条件三、切割应具备的条件四、火焰种类四、火焰种类五、气割工艺参数的合理选用五、气割工艺参数的合理选用六、气割操作六、气割操作七、回火现象及其原因七、回火现象及其原因八、质量控制八、质量控制 引言引言切割切割切切割割工程材料的分离方法工程材料的分离方法气体火焰切割气体火焰切割气体放电切割气体放电切割激光切割激光切割剪切、锯切、铣切剪切、锯切、铣切热热切切割割冷冷切切割割 一、气割的原理、特点及应用一、气割的原理、特点及应用 气割是利用气体火焰气割是利用气体火焰的热量，将割件待切割处的热量，将割件待切割处附近预热到一定温度后，附近预热到一定温度后，喷出高速氧气流使其燃烧，喷出高速氧气流使其燃烧，以实现金属气割的方法。以实现金属气割的方法。气割原理气割原理1-割割缝；2-割嘴；割嘴；3-氧气流；氧气流；4-工工件；件；5-氧化物；氧化物；6-预热火焰火焰氧气切割过程是:预热预热 燃烧燃烧 吹渣吹渣其实质是：铁在纯氧中的燃烧过程铁在纯氧中的燃烧过程,而不是熔化过程。而不是熔化过程。切割切割过程程注意：火焰切割是气割，而不是熔割注意：火焰切割是气割，而不是熔割特点特点l气割钢的速度比其他机械切割的方法的效率高。气割钢的速度比其他机械切割的方法的效率高。l机械切割方法难以切割的截面形状和厚度，采用机械切割方法难以切割的截面形状和厚度，采用氧氧-乙炔切割比较经济。乙炔切割比较经济。l气割设备的投资比机械切割的投资要低，气割设气割设备的投资比机械切割的投资要低，气割设备轻便，可以用于野外作业。备轻便，可以用于野外作业。l切割尺寸精度低。切割尺寸精度低。l预热火焰和排除的赤热熔渣存在发生火灾及烧坏预热火焰和排除的赤热熔渣存在发生火灾及烧坏设备和烧伤操作工的危险。设备和烧伤操作工的危险。应用用l广泛用于钢板、型材下料，开焊接坡口。广泛用于钢板、型材下料，开焊接坡口。l铸件浇冒口的切割切割厚度可达铸件浇冒口的切割切割厚度可达300mm300mm以上。以上。l主要用于各种碳钢和低合金钢的切割。主要用于各种碳钢和低合金钢的切割。二、气割设备及工具二、气割设备及工具气瓶（氧气瓶、乙炔瓶）气瓶（氧气瓶、乙炔瓶）减压器（压力表）减压器（压力表）胶管胶管割炬（枪）割炬（枪）氧气瓶氧气瓶气瓶气瓶乙炔瓶乙炔瓶液化石油气瓶液化石油气瓶压缩气瓶压缩气瓶液化气瓶液化气瓶溶解气瓶溶解气瓶气瓶的种气瓶的种类 气瓶可按结构、材质、用途、制造方法、承气瓶可按结构、材质、用途、制造方法、承受压力、使用要求和形状七个方面进行分类。受压力、使用要求和形状七个方面进行分类。结 构构 用用 途途 承受承受压力力 无缝气瓶无缝气瓶焊接气瓶焊接气瓶高压气瓶高压气瓶低压气瓶低压气瓶气瓶的气瓶的组成、涂色和成、涂色和标识 目前，我国生目前，我国生产的氧气的氧气钢瓶瓶规格格(详见表表11)，最常，最常见的的容容积为40L，当瓶内，当瓶内压力力为15MPa表表压时，该氧气瓶的氧气氧气瓶的氧气贮存量存量为6000L，即，即6m3。颜色颜色工作压力工作压力(MPa)容积容积(L)外径尺外径尺寸寸(mm)瓶体高度瓶体高度(mm)重量重量(kg)天蓝 1533219 115020 45240137020 552 44149020 572 乙炔瓶乙炔瓶 一旦气瓶温度达到一旦气瓶温度达到100左右左右时，易熔塞即熔，易熔塞即熔化，使瓶内气体外逸，起到化，使瓶内气体外逸，起到泄泄压作用。乙炔气瓶的作用。乙炔气瓶的设计压力力为3MPa，乙炔瓶乙炔瓶的容量的容量为40L，一般乙炔瓶，一般乙炔瓶中能溶解中能溶解67kg乙炔。乙炔。气瓶运输、储存、充灌、使用的安全要求气瓶运输、储存、充灌、使用的安全要求 瓶内气体相互接触能引起燃瓶内气体相互接触能引起燃烧、爆炸，、爆炸，产生毒气的气瓶，不生毒气的气瓶，不得同得同车(厢)运运输。气瓶装在气瓶装在车上，上，应妥善固定、避免碰撞、摩擦和妥善固定、避免碰撞、摩擦和滚动，一般，一般应横放在横放在车厢里，里，头部朝向一方，部朝向一方，垛高不得超高不得超过车厢高度，高度，则不不超超过五五层；如立放；如立放时，车厢高度高度应在瓶高的三分之二以上。在瓶高的三分之二以上。夏季运夏季运输应有遮阳有遮阳设施，适当覆盖，避免曝晒；城市的繁施，适当覆盖，避免曝晒；城市的繁华市区市区应避免白天运避免白天运输。气瓶运输、储存、充灌、使用的安全要求气瓶运输、储存、充灌、使用的安全要求 不得用温度超不得用温度超过40的的热源源对气瓶加气瓶加热，如乙炔瓶瓶温，如乙炔瓶瓶温过高会降低丙高会降低丙酮对乙炔的溶解度，而使瓶内乙炔乙炔的溶解度，而使瓶内乙炔压力急力急剧增高，增高，造成危造成危险。瓶瓶内内气气体体不不得得用用尽尽，必必须留留有有剩剩余余压力力并并关关紧阀门，防防止止漏漏气气，使使气气压保保持持正正压，以以便便充充气气时检查，还可可以以防防止止其其他他气气体体倒流入瓶内，倒流入瓶内，发生事故。生事故。气瓶的定期检查气瓶的定期检查 (1)盛装腐盛装腐蚀性气体的气瓶，每二年性气体的气瓶，每二年检验一次；一次；(2)盛装一般气体的气瓶，每三年盛装一般气体的气瓶，每三年检验一次；一次；(3)液化石油气瓶，使用未超液化石油气瓶，使用未超过20年的，每五年年的，每五年检验一次；超一次；超过20年的，每二年年的，每二年检验一次；一次；(4)盛装惰性气体的气瓶，每五年盛装惰性气体的气瓶，每五年检验一次。一次。乙炔减压器乙炔减压器 作用：作用：降压、稳压降压、稳压氧气减压器氧气减压器 割炬割炬 割炬割炬 胶管胶管 红色：氧气胶管红色：氧气胶管黑色：乙炔胶管黑色：乙炔胶管 三、气割应具备的条件三、气割应具备的条件金属在氧气中的燃点金属在氧气中的燃点应低于熔点。低于熔点。金属气割金属气割时形成的氧化物的熔点形成的氧化物的熔点应低于金属本身的熔点。低于金属本身的熔点。金属在切割氧流中燃烧应是放放热反反应（大量的（大量的热）。金属的导热性不能太高性不能太高。金属中阻碍气割阻碍气割过程和提高程和提高钢的可淬性的的可淬性的杂质要小要小。(如C、Cr、Si要少，W、Mo也要少)。低碳钢、低合金钢能满足上述5个条件，所以能顺利进行氧气切割；铸铁、高、高铬钢、铬镍钢、铜、铝及其合金因不符合气割条件及其合金因不符合气割条件均采用等离子切割均采用等离子切割；碳碳钢的气割性能与含碳量有关的气割性能与含碳量有关，钢的含碳量增加，熔点降低，熔点升高，气割性能变差。碳当量碳当量(%)气割特性气割特性钢号举例钢号举例1.1300 450，并缓冷30CrMnSi碳碳钢和低合金和低合金钢的气割性的气割性 四、火焰种类四、火焰种类 四、火焰种类四、火焰种类1、中性焰、中性焰 氧与乙炔充分燃烧，没有氧与乙炔过剩，内焰具有一定还原性。最高温度30503150。主要用于焊接低碳钢、低合金钢、高铬钢、不锈钢、紫铜、锡青铜、铝及其合金等。2、氧化焰、氧化焰 氧过剩火焰，有氧化性，焊钢件时焊缝易产生气孔和变脆。最高温度31003300。主要用于焊接黄铜、锰黄铜、镀锌铁皮等。3、碳化焰、碳化焰 乙炔过剩，火焰中有游离状态碳及过多的氢，焊接时会增加焊缝含氢量，焊低碳钢有渗碳现象。最高温度27003000。主要用于高碳钢、高速钢、硬质合金、铝、青铜及铸铁等的焊接或焊补。五、气割工五、气割工艺参数的合理参数的合理选用用 主要包括气割氧的主要包括气割氧的压力、切割速度、力、切割速度、预热火焰的能率、割嘴火焰的能率、割嘴与割件的与割件的倾斜角度、割嘴离割件的距离。斜角度、割嘴离割件的距离。气割氧的气割氧的压力力与割件厚度、割嘴型号、氧气纯度有关。切割薄件时，宜选用小的割嘴号码和氧气压力。氧气的纯度对切割速度、气体消耗量及切口质量有很大 影响。氧气的纯度低，金属氧化缓慢，使气割时间增加，而且气割单位长割件的氧气消耗量也增加。切割速度切割速度取决于割件的厚度和割嘴形状，随着厚度的增大，切割的 速度降低。切割速度不能太快或太慢，否则会产生后拖量和割不透。气割速度的正确与否，主要根据割缝的后拖量来判断。后拖量后拖量切割面上的切割氧流轨迹的始点与终点在水平方向上的距离。预热火焰的能率火焰的能率气割时预热火焰均采用中性焰或轻微的氧化焰，碳化焰不 能使用。预热火焰的能率以可燃气体每小时的消耗量来表示。预热火焰的能率与割件厚度有关。随着厚度的增大，火焰 能率应越大割嘴割嘴倾斜角度斜角度割嘴与割件倾斜角的大小，主要根据割件厚度而定。割件厚度（mm）30起割割穿后停割倾角方向后倾垂直前倾垂直后倾倾斜角度25。45。0。5。10。0。5。10。割嘴离割件表面的距离应根据预热火焰长度和割件厚度来 确定，一般为3 5mm.=20mm时,火焰应短些，距离可应减小。割嘴距割件距离割嘴距割件距离 六、气割操作六、气割操作 1、点火、点火 先开乙炔先开乙炔阀，再微开，再微开预热氧氧调节阀，将火焰，将火焰调节为中性焰或中性焰或轻微氧化焰；微氧化焰；2、预热 在工件在工件边缘预热，达到燃点（呈，达到燃点（呈红色）色）3、切割、切割 听到听到“啪啪”声，声，说明已割穿，均匀移明已割穿，均匀移动。注意距离与角度。注意距离与角度。若熔渣流若熔渣流动的方向基本上与工件垂直，的方向基本上与工件垂直，说明气割速度正常，若明气割速度正常，若熔渣成一定角度流出，熔渣成一定角度流出，说明后拖量大，气割速度太快。明后拖量大，气割速度太快。六、气割操作六、气割操作4、移位、移位 气割气割300500 移位一次。移位一次。5、终割割 在气割在气割终了了时，后，后倾一定角度，使一定角度，使钢板下部提前割穿，板下部提前割穿，这样割割缝较平整。气割平整。气割结束束时，迅速关，迅速关闭切割氧切割氧调节阀，再关，再关闭乙炔乙炔调节阀，最后关，最后关闭预热氧氧调节阀 七、回火现象及其原因七、回火现象及其原因含含义：形式：形式：在气在气焊、气割工作中有、气割工作中有时回回发生气体火焰生气体火焰进入入喷嘴内逆向嘴内逆向燃燃烧的的现象，象，这种种现象称之象称之为回火。回火。逆火逆火火焰向喷嘴逆行，并瞬时自行熄灭，同时伴有 爆鸣声的现象。回回烧火焰向喷嘴孔逆行，并继续向混合室和气体管 路燃烧的现象根本原因：根本原因：混合气体从混合气体从焊(割割)炬的炬的喷射孔内射孔内喷出的速度小于混合气体出的速度小于混合气体的燃的燃烧速度速度输送气体的软管太长、太细、或者曲折太多，使气体在软管内流动时所受的阻力增大，降低了气体的流速。气割时间过长或者焊(割)嘴离焊件太近，致使焊(割)嘴温 度升高，焊(割)炬内的气体压力增大，增大了混合气体 的流动阻力，降低了气体的流动速度。焊(割)嘴端面粘附了过多飞溅出来的熔化金属微粒，这 些微粒阻塞了喷射孔，使混合气体不能畅通地流出。输送气体的软管内壁或焊(割)炬内部的气体通道上粘附 了固体碳质微粒或其他物质。八、气割质量八、气割质量气割切口表面气割切口表面质量的量的标志志切口表面应光滑干净，割纹要粗细均匀。气割的氧化铁挂渣少，且容易脱落。气割切口的缝隙较窄，而且宽窄一致。气割切口的钢板边缘没有熔化现象。棱角完整。切口应与割件平面垂直。割缝不应歪斜。提高气割切口表面提高气割切口表面质量的途径量的途径气割氧压力大小要适当。割据要平。预热火焰能率要适当。操作要正确。气割速度要适当。维护好工具。