焊接与热切割作业安全技能综述

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1、部门 日期 焊接与热切割作业安全技能 姬怀庆 目录 气焊与气割基础知识 （第一部分） 气焊与气割安全操作 技能（第二部分） 气焊与气割基础知识（第一部分） 一、焊接与热切割作业分类及定义 焊接与热切割作业指运用焊接或热切割方 法对材料进行加工的作业，主要分以下几种： 1.熔化焊接与热切割作业，指使用局部加 热的方法将连接处的金属或其它材料加热至溶 化状态而完成焊接与切割的作业，适用于气焊 与气割、焊条电弧焊与碳弧气刨、埋弧焊、气 体保护焊、等离子弧焊、电渣焊、电子束焊、 激光焊、氧溶剂切割、激光切割、等离子切割 等作业。 气焊与气割基础知识 2、压力焊作业，指在焊接时施加一定压力而完 成的焊接

2、作业，适用于电阻焊、气压焊、爆炸焊、摩 擦焊、冷压焊、超声波焊、锻焊等作业。 3、钎焊作业，指使用比母材熔点低的材料做钎 焊，将焊接和钎料加热到高于钎料熔点，但低于目材 熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙 并与母材相互扩散而实现连接焊件的作业，适用于火 焰钎焊作业、电阻钎焊作业、感应钎焊作业、浸渍钎 焊作业、炉中钎焊作业。 气焊与气割基础知识 二、气焊的基本原理 气焊是利用可燃气体和氧气在焊炬中混合后，由 焊接嘴喷出，点火燃烧，产生热量来溶化被焊件接头 处与焊丝形成牢固的接头，如图所示。气焊主要用于 薄钢板、有色金属、金属铁件、刀具的焊接以及硬质 合金等材料的堆焊和磨损件的补焊。

3、气焊与气割基础知识 1、气焊应用的设备和器具。气焊所用的设备包括氧气瓶 、乙炔瓶、焊炬、减压器、回火防止器及胶管等。 2、气焊丝（填充材料）。气焊用的焊丝起填充金属的作 用，与溶化剂的母材一起组成焊缝金属，因此，应根据母材材 质的化学成分选择成分类型相同的焊丝。焊丝可分为碳素结构 钢、不锈钢、铜及铜合金、铝及铝合金、铸铁气焊丝等，也可 以用被焊材料切下的条料做焊丝。 3、气焊溶剂（气焊粉）。气焊过程中被加热的金属极易 生成氧化物，使焊缝产生气孔及夹渣等缺陷。为了防止氧化及 消除已形成的氧化物，在焊接有色金属、铸件以及不锈钢等材 料时，通常需要加气焊溶剂。在气焊过程中，将溶剂直接加到 熔池内，使

4、其与高溶化点的金属氧化物形成熔渣浮在上面，防 止熔池金属在高温时被继续氧化。 气焊与气割基础知识 三、气割的基本原理 气割是利用预热火焰将被切割的金属预热到燃点（即该金属在氧气中能 剧烈燃烧的温度），再向此处喷射高纯度、高速度的氧气流，使金属燃烧 形成成金属氧化物，即熔渣。熔渣被高速氧气流吹掉，与此同时，燃烧热 和预热火焰又进一步加热下层金属，使之达到燃点，并进行燃烧。这种预 热燃烧去渣的过程重复进行，即形成切口，移动割炬就能把金属逐渐 割开，这就是气割过程的基本原理。由此可见，金属的气割过程实质上是 金属在纯氧中燃烧的过程。 普通低碳钢、中碳钢和低合金钢气割性能最好；高碳钢及含有易淬硬 元素

5、（如鉻、钼、钨、锰等）的中合金和高合金钢，可气割性较差。不锈 钢含有较多的鉻和镍，易形成高熔点的氧化膜（如Cr2O3)，铸铁的熔点低 ，铜和铝的导热性能好（铝的氧化物熔点高），它们属难于气割或不能气 割的金属材料。 气焊与气割基础知识 四、进行气割的金属应具备什么条件 1、金属的燃点要低于熔点。这样才能保证先加热到燃点，使金属燃烧，实现 切割过程。低碳钢的燃点约为1350 ，熔点约为1500 ，具备金属切割最基本条 件。当碳钢含碳量为0.7%时，其燃点和熔点差不多都等于1300 ；当含碳量大于 0.7%时，燃点就比熔点高了，所以高碳钢不能气割。铸铁的燃点比熔点高，所以不 能用氧气切割方法进行切

6、割。 2、金属氧化物的熔点要低于金属的熔点。这样才能保证金属氧化物被燃烧热融 化，再被气流吹掉，从而完成切割过程；此时要切割的金属还没有溶化，保证割口 窄小整齐。 3、金属在氧气中燃烧的燃烧热要大。气割过程中的预热主要靠燃烧热，例如 ，低碳钢气割时，预热的热量中，70%来自燃烧热，30%来自预热火焰。因此燃烧 大，才能立即将割口邻近的金属预热到燃点，使切割过程得以继续进行。 4、金属导热（散热）不能太快。这样才能迅速地预热到燃点。铜和铝导热快 ，这是铜和铝不能气割的原因之一。 5、阻碍气割的元素和杂质要少。如碳燃烧生成的CO和CO2会降低氧气纯度， 从而严重影响气割速度，同时增加氧气消耗量。

7、气焊与气割基础知识 五、为什么铸铁、铜、铝不能进行气割？ 低碳钢、中碳钢和合金钢气割性能好，广泛应用气割。而铸铁、不锈钢、铜和 铝不具备气割条件，均不能用一般气割方法进行切割。 1、铸铁不能气割的原因是：a铸铁含碳、硅多，熔点低（1200 ），以至燃点 高于熔点；b铸铁的氧化物（氧化硅等）熔点高于铸铁熔点；c碳燃烧生成CO和CO2 ，降低了切割氧流纯度。 2、含鉻镍多的不锈钢不能气割的原因主要是金属氧化物熔点（氧化鉻熔点 1990 ，氧化镍熔点1900 ）高于金属熔点。 3、铜和铝及合金不能进行气割的原因是：a铜和铝及其合金导热太快；b金属 燃点高于熔点；c金属氧化物熔点高于金属熔点，氧化铝熔

8、点2050 ，而铝熔点658 ，氧化铜熔点在1236 ，而铜熔点1083 ；d燃烧放出的热量多。 不锈钢和铝、铜及其合金需要进行热切割时，可采用等离子弧切割。等离子弧 是能量密度很高的压缩电弧，弧柱中气体几乎全部达到离子状态，电弧温度可高 达15003000 。能使金属等物体迅速熔化，并把熔渣吹掉，获得窄而整齐 的割口。由于等离子弧切割是熔化过程，金属都可以用等离子弧切割。 气焊与气割基础知识 六、焊炬的结构及工作原理 焊炬又称焊枪，焊炬的作用是使可燃气体与氧气按需要的比例在焊炬 中混合均匀，并以一定的速度从焊枪喷出，进行燃烧，形成一定能量和性 质稳定的焊接火焰。焊炬按可燃气体进行混合室的方法

9、不同，可分为射吸 式和等压式两种。最常用的射吸式焊炬如图： 气焊与气割基础知识 射吸式焊炬的原理是：当打开氧气调节轮后，具有一定压 力的氧气经氧气导管，并以高速喷入混合气管，使喷嘴周围空 间形成真空，将乙炔导管中的乙炔（此时需先打开乙炔调节手 轮）吸入混合气管，并经混合气管充分混合后，由喷嘴喷出， 点燃即成焊接火焰。 射吸式焊炬的优点是：由于乙炔是依靠氧气的射吸作用进 入焊炬的，不论使用低压乙炔还是中压乙炔均可正常工作。其 缺点是：在焊接过程中焊炬温度升高，使混合气管内的混合气 体的温度和压力也升高，引起喷嘴周围的真空温度降低，使乙 炔流入量减少，造成氧、乙炔的混合比例增加，火焰变为氧化 焰，

10、使焊接质量降低。因而这种焊炬工作一段时间后，需要重 新调节火焰，或是将焊嘴和混合气管浸入水中，使其冷却才行 。 气焊与气割基础知识 七、割炬的结构及工作原理 气割割炬又称割枪，是气割的主要工具。它的作用使可燃气体与氧气 混合，点燃后形成有一定热能和形状的预热火焰，并能在预热火焰中喷射 切割氧气流，以便进行切割。割炬的种类很多，在此着重介绍氧-液化石油 气割炬和氧-乙炔切割割炬。 1、氧-乙炔切割割炬：这种割炬形成预热火焰所用的可燃气体是乙炔。 和焊炬一样，按形成预热的工作原理，氧-乙炔切割割炬可分为射吸式和等 压式两种，其中射吸式割炬最为普遍。射吸式割炬的结构如图所示： 射吸式割炬的结构是以射

11、吸式焊炬为基础，增加了切割氧的气路和阀门 ，并采用专门的割嘴，割嘴的中心是切割氧的通道，预热火焰均匀地分布 在它的周围。进行气割时，先开启预热氧气阀和乙炔阀，点燃并调节预热 火焰为中性焰，将被割金属加热到燃点，随即开启切割氧气阀，切割氧气 流经切割氧气管，由割嘴的中心喷出，进行气割。 气焊与气割基础知识 割嘴根据具体结构不同，可分为组合式（环形）割嘴和整 体式（梅花形）割嘴，如图所示。环形割嘴是由内嘴和外套两 部分组成，制造容易，但火焰稳定差，气体消耗量大，在安装 内嘴和外套时，必须保证同心，否则预热火焰偏向一侧，使切 口质量变坏；梅花形割嘴没有上述缺点，火焰力量较大，但制 造困难。 气焊与气

12、割基础知识 射吸式割炬可用于中压乙炔，也可用低压乙炔， 因而在我国应用较为普遍。 2、氧-液化石油气切割割炬：液化石油气的燃烧 和乙炔不同，因此，用于气割时，必须制作专门的割 炬或对原有氧-乙炔割炬进行改制。若采用原有的氧- 乙炔割炬进行氧-液化石油气切割，虽然也可以切割一 般厚度的钢板，但火焰不够集中，切割速度慢，特点 是点火、调节都比较困难。 气焊与气割基础知识 八、减压器、回火器的作用及工作原理 减压器按用途不同可分为氧气减压器和乙炔减压器等；按 构造不同可分为单极式和双极式两类；按工作原理不同可分为 正作用式和反作用式两类。目前，国内生产的减压器主要是单 极反作用式和双极混合式两类。

13、1、减压器的作用。减压器的作用主要是进行减压、稳压 和调压。 A、减压：把储存在气瓶内较高的气体减压到所需的工作 压力。使用减压器时，顺时针方向把调压螺钉旋入，调压弹簧 即受压缩产生向上的压力，并通过弹性薄膜由减压活门顶杆传 递到减压活门上，克服副弹簧的压力后将减压活门拉开，此时 高压氧气就从间隙中流入低压气室内。高压气体从高压气流室 流入低压气室时，由于体积的膨胀而使压力下降，这就是减压 器的减压。 气焊与气割基础知识 B、稳压、调压:减压器有自动调节作用，使低 气压室气体的压力稳定地保持为工作压力。 2、氧气减压器工作原理。现以QD-1型氧气减 压器（俗称氧气表，如图）为例说明减压器的基本

14、 结构及工作原理。减压器主要是由罩壳、调压螺钉 、调压弹簧、弹性薄膜、减压活门和活门座、安全 阀、进出口接头以及高压表与低压表等部分组成。 在减压器非工作状态时，调压螺钉向外旋出，此时 调压弹簧处于松弛状态，当氧气瓶阀开启时，高压 氧气通过进气口流入高压气室，由于减压活门被副 弹簧压在活门座上，高压气体不能流入低压气室内 。 减压器上的高压表和高压气室相通，指示高压 气室即气瓶内的气体压力。低压表与低压气室相通 ，指示低压气室即工作压力。此外，在减压器上还 装有与低压气室相通的安全阀。当减压器发生故障 使低压气室的压力超过安全阀泄气压力时，气体从 安全阀逸出。这样不但可以保护低压表不受压力过

15、高的气体冲击而损坏，而且也不会因为超过工作压 力的气体流出而造成其他事故。 3、乙炔减压器工作原理。乙炔所用的减压器，其作用原 理和使用方法与氧气减压器基本相同，只是零件尺寸、形状和 材料有所不同。但由于乙炔瓶阀的阀体旁侧没有连接减压器的 接头，必须使用带夹环的乙炔减压器，如图所示。转动紧固螺 钉时，能使乙炔减压器的连接管压紧在乙炔瓶阀的出气口上， 使乙炔通过减压器供焊、割用。 气焊与割基础知识 气焊与割基础知识 4、干式乙炔回火防止器。氧-乙炔焰使 用过程中会出现回火现象，即混合气体火焰 倒流进入焊、割嘴。为防止火焰倒流进入气 瓶发生爆炸的危险，在乙炔的通路上要安装 干式乙炔回火防止器。 干

16、式乙炔回火防止器主要由单向阀、火 焰消除器、壳体等部分组成，其基本机构见 图2-7。单向阀是仅允许气体向一个方向流动 的阀。火焰消除器是利用微孔散热器熄灭火 焰的装置，例如微孔烧结粉末金属管。乙炔 回火防止器的最高工作压力为0.15MPa，工 作环境温度为-2060 。用于乙炔回火器部 件的铜合金量必须小于70%。 气焊与割基础知识 5、液化石油气减压器。液化石油气减压器的构造如图2-8所示。其作用 也是将气体内的压力降至工作压力和稳定输出压力，保持供气量均匀。液 化石油气减压器的输出压力可在一定范围内调节。民用的减压器可用于切 割一般厚度内的钢板，民用减压器只要更换一下弹簧，其输出压力即可提 高，但在改制时必须保证安全阀弹簧处不漏气，具体办法是拧紧安全阀弹 簧。实践证明，用稍加改制后的民用减压器完全可以切割200300mm的铸 钢。 另外，液化石油气减压器也可以直接使用丙烷减压器。 气焊与割基础知识 九、氧气的性质及安全使用注意事项 氧气的性质：空气中氮气占78.1%，氧气占20.9%，氩气、水蒸气、二 氧化碳等其它微量气体占1%。氧