项目九 气割与气焊任务一 低碳钢板气割学习目标理解气割原理及气割的应用特点；熟悉气割设备；了解气割工艺；掌握气割基本操作技术；了解气割安全操作规程图 9 1 钢板任务描述使用氧乙炔切割方法将如图9-1所示的Q235钢板切割成300mm×45mm的条状工件，要求切口整齐美观在本任务中，教师讲解气割的原理及应用特点，带领学生认识气割设备，并讲解气割的工艺参数，示范讲解气割的基本操作技术，让学生通过图9-1中Q235钢板的气割实践操作掌握气割设备及气割的操作方法，了解气割安全操作规程相关知识图9 2 气割示意图一、气割的原理及应用特点气割是利用割炬喷出乙炔与氧气混合燃烧的预热火焰，将金属的待切割处预热到它的燃点， 并从割炬的另一喷孔高速喷出纯氧气流，使切割处的金属发生剧烈的氧化，成为熔融的金属氧化物，被高压氧气流吹走，从而形成一条狭小整齐的切口使金属割开如图9-2所示气割包括预热、燃烧、吹渣三个过程气割原理与气焊原理在本质上是完全不同的，气焊是熔化金属，而气割是金属在纯氧中的燃烧（剧烈的氧化），故气割的实质是“氧化”并非“熔化”由于气割所用设备与气焊基本相同，而操作也有近似之处，因此常把气割与气焊在使用场地上布置在一起。
进行气割的金属材料必须满足下列条件1）金属熔点应高于燃点（即先燃烧后熔化）在铁碳合金中，碳的含量对燃点有很大影响，随着含碳量的增加，合金的熔点减低而燃点却提高，所以含碳量越大，气割愈困难例如低碳钢熔点为1 528℃，燃点为1 050℃，易于气割但碳的质量分数为0.7%的碳钢，燃点与熔点差不多，都为1 300 ℃；当碳的质量分数大于0.7%时，燃点则高于熔点，故不易气割铜、铝的燃点比熔点高，故不能气割2）氧化物的熔点应低于金属本身的熔点否则形成高熔点的氧化物会阻碍下层金属与氧气流接触，使气割困难有些金属由于形成氧化物的熔点比金属熔点高，故不易或不能气割如高铬钢或铬镍不锈钢加热形成熔点约为2000℃的Cr2O3, 铝及铝合金形成熔点2050 ℃的Al2O3，所以它们不能用氧乙炔焰气割，但可用等离子切割法切割3）金属氧化物应易熔化和流动性好，否则不易被氧气流吹走，难于切割例如铸铁气割生成大量的氧化物 SiO2，SiO2不但熔点高（熔点约1750 ℃）而且熔渣黏度很大，所以铸铁不易气割4）金属的导热性不能太高，否则预热火焰的热量和切割中所发出的热量会迅速扩散，使切割处热量不足，切割困难例如铜、铝及合金由于导热性高成为不能用一般气割法切割的原因之一。
此外，金属在氧气中燃烧时应能发出大量的热量，足以预热周围的金属其次金属中所含的杂质要少图 9 3 气割过程示意图满足以上条件的金属材料有纯铁、低碳钢、中碳钢和低合金结构钢而高碳钢、铸铁、高合金钢及铜、铝等非铁金属及合金，均难以气割与一般机械切割相比较，气割的最大优点是设备简单，操作灵活、方便，适应性强它可以在任意位置、任何方向切割任意形状和任意厚度的工件，生产率高，切口质量也相当好气割过程示意图如图9-3所示 采用半自动或自动切割时，由于运行平稳，切口的尺寸精度误差在0.5 mm以内，表面粗糙度值Ra为25μm，因而在某些地方可代替刨削气割常用于厚钢板的开坡口此外，气割在造船工业中使用普遍，特别适用于稍大的工件和特形材料，还可用来切割割锈蚀的螺栓和铆钉等气割的最大缺点是对金属材料的适用范围有一定的限制，但由于低碳钢和低合金钢是应用最广泛的材料，所以气割的应用也就非常普遍了二、气割设备气割所需的设备中，氧气瓶、乙炔瓶和减压器同气焊一样所不同的是气焊用焊炬，而气割要用割炬图 9 4 割炬割炬有两根导管，一根是预热焰混合气体管道，另一根是切割氧气管道割炬比焊炬只多一根切割氧气管和一个切割氧阀门，如图9-4所示。
此外，割嘴与焊嘴的构造也不同，割嘴的出口有两条通道，周围的一圈是乙炔与氧的混合气体出口，中间的通道为切割氧（即纯氧）的出口，二者互不相通割嘴有梅花形和环形两种常用的割炬型号有G01—30、G01—100和G01—300等其中“G”表示割炬，“0”表示手工，“1”表示射吸式，“30”表示最大气割厚度为30 mm同焊炬一样，各种型号割炬均配备几个不同大小的割嘴三、气割的工艺参数气割的工艺参数主要包括割炬型号、割嘴大小和氧气压力等气割工艺参数的选择也是根据要切割的金属工件厚度而定，见表9-1表9-1 普通割炬及其参数割炬型号切割厚度/mm氧气压力/Pa可换割嘴数割嘴孔径/mmG01-302～30(2～3)×10530.6～1.0G01-10010～100(2～5)×10531.0～1.6G01-300100～300(5～10)×10541.8～3.0气割不同厚度的钢时，割嘴的选择和氧气工作压力调整，对气割质量和工作效率都有直接的影响例如使用太小的割嘴来割厚钢，由于得不到充足的氧气燃烧和喷射能力，切割工作就无法顺利进行，即使勉强一次又一次地割下来，质量差，工作效率也低反之，如果使用太大的割嘴来割薄钢，不但会浪费大量的氧气和乙炔，而且气割的质量也不好。
因此，要选择合适的割嘴切割氧的压力与金属厚度的关系：压力不足，不但切割速度缓慢，而且熔渣不易吹掉，切口不平，甚至有时会切不透；压力过大时，除了氧气消耗量增加外，金属也容易冷却，从而使切割速度降低，切口加宽，表面也粗糙无论气割多厚的钢料，为了得到整齐的切口和光洁的断面，除熟练的技巧外，割嘴喷射出来的火焰应该形状整齐，喷射出来的纯氧流风线应该成为一条笔直而清晰的直线，在火焰的中心没有歪斜和出叉现象，喷射出来的风线周围和全长上都应粗细均匀，只有这样才能符合标准，否则会严重影响切割质量和工作效率，并且要浪费大量的氧气和乙炔当发现纯氧气流不良时，决不能迁就使用，必须用专用通针把附着在嘴孔处的杂质清除掉，直到喷射出标准的纯氧气流风线时，再进行切割四、气割的基本操作技术1.气割前的准备气割前，应根据工件厚度选择好氧气的工作压力和割嘴的大小，把工件切口处的铁锈和油污清理干净，用石笔划好割线，将工件平放在切口的背面应有一定的空间，以便切割气流冲出来时不致遇到阻碍，同时还可使氧化物散发握割枪的姿势与气焊时一样，右手握住枪柄，大拇指和食指控制调节氧气阀门，左手扶在割枪的高压管子上，同时拇指和食指控制高压氧气阀门。
右手膀紧靠右腿，在切割时随着腿部从右向左移动进行操作，这样切割起来比较稳定，特别是当切割没有熟练掌握时更应该注意到这一点点火动作与气焊时一样，首先把乙炔阀打开，氧气可以稍开一点点火后将火焰调至中性焰（割嘴头部是一蓝白色圆圈），然后把高压氧气阀打开，将加热火焰调为碳化焰同时还要观察，在打开高压氧气阀时割嘴中心喷出的风线是否笔直清晰，然后方可切割2.气割操作要点（1）气割一般从工件的边缘开始如果要在工件中部或内形切割时，应在中间处先钻一个直径大于5mm的孔，或开出一孔，然后从开孔处开始切割2）开始气割时，先用预热火焰加热工件（此时高压氧气阀是关闭的），预热时间应视金属的温度情况而定，一般加热到工件表面接近熔化（表面呈橘红色）这时轻轻打开高压氧气阀门，开始气割如果预热处的金属不能顺利切割，说明预热温度太低，应关闭高压氧继续预热，预热火焰的焰心前端应离工件表面2 ~ 4 mm，同时要注意割炬与工件间应成一定的角度，如图9-5所示当气割5～30 mm厚的工件时，割炬应垂直于工件；当厚度小于5 mm时，割炬可向后倾斜5°～10°；若工件厚度超过30 mm，在气割开始时割炬可向前倾斜5°～10°，待割透时，割炬可垂直于工件，直到气割完毕。
如果预热的地方未被切割掉，则继续加大高压氧气量，使切口深度加大，直至全部割透图 9 5 割炬与工件之间的角度（3）气割速度与工件厚度有关一般而言，工件越薄，气割的速度要快，反之，则气割速度越慢气割速度还要根据切割中出现的一些问题加以调整：当看到氧化物熔渣直往下冲或听到切口背面发出气流声时，可将割枪匀速地向前移动；如果在气割过程中发现熔渣往上冲，说明未割穿，这往往是由于金属表面不纯、红热金属散热和切割速度不均匀造成的，这种现象很容易使燃烧中断，所以必须继续供给预热的火焰，并将切割速度稍为减慢些，待切割正常后再保持原有的切割速度前进如发现割炬在前面走，后面的切口又逐渐熔合起来，则说明切割移动速度太慢或供给的预热火焰太大，必须将速度和火焰加以调整再继续切割五、气割安全操作规程1.使用氧气瓶的注意事项氧气瓶装有高压氧气，使用不慎就有发生爆炸危险，故须注意以下事项1）氧气瓶禁止与可燃气瓶放在一起，应离火源5m以外不能太阳暴晒，以免发生爆炸瓶口不得沾有油脂、灰尘阀门冻结千万不可火烤，可用温水蒸气适当加热2）应牢固放置，防止振动倾倒引起爆炸，防止滚动，瓶体上应套上两个胶皮减圈3）开启前检查压紧螺母是否拧紧，平稳旋转手轮，人站在出气口一侧。
使用时把瓶内氧气全部用完(要保证0.1～0.3 MPa压力)不用时须罩好保护罩4）在搬运中尽量避免振动或互相碰撞严禁人背氧气瓶，禁止用吊车吊运2.使用乙炔发生器及乙炔瓶的注意事项（1）乙炔发生器及乙炔瓶不要靠近火源，应放在空气流通的地方，并不能漏气2）乙炔发生器罩上禁放重物，装入的电石量一般不超过乙炔发生器容积的一半乙炔发生器内温度不应超过60 ℃工作环境温度低于0 ℃时应向乙炔发生器和回火保险器内注入温水温度特别低时必须在水中加入少许食盐或甘油，避免水冻结如有冻结，须用热水或蒸气解冻或锤敲3.回火或火灾的紧急处理（1）当焊炬或割炬发生回火后应首先关闭乙炔开关，然后再关闭氧气开关，待火灭后，把手不烫手时方可继续工作2）正常工作要经常检查回火保险器水位，降低时应添加水，并检查其连接处的性3）回火时会在焊炬出口处产生猛烈爆炸声，此时不要惊慌失措，应迅速断气制止回火，找出原因，采取措施回火原因有多方面，如气体压力太低；焊嘴被飞溅物沾污，出口局部堵塞；工作过久，高温使焊嘴过热；操作不当焊嘴太靠近熔池等4）当引起火灾时，首先关闭气源阀，停止供气，停止生产气体用砂袋、石棉在火焰上，不可用水或普通灭火器去灭乙炔发生器的火，因为水和电石会发生作用，产生乙炔。
任务实施1. 实训地点校内焊接实训基地2. 组织体系在教师的指导下，熟悉气割设备各部分的功用及使用要求通过网络查找相关气割设备的资料，并查找主流生产厂商气割设备的技术参数和介绍按班级及设备数量， 4～6人一组，分别任命各组组长，负责对本组进行出勤、学习态度的考核，进行气割操作基本练习，同时掌握气割设备的安全操作规程，并及时收集学生自评及互评资料3. 实训总结在教师的指导下总结气割设备各组成部分的功用，并对气割的工作原理及气割参数进行分析通过Q235钢板的气割操作练习，掌握气割的基本操作技术及气割设备安全操作要领拓展训练通过气割厚度分别为20mm和30mm的Q235钢板练习掌握厚钢板的气割操作要领要点分析（1）气割薄钢板的要领是：选用G01—30型割炬及小号割嘴，预热火焰能率要小割嘴应后倾，与钢板表面成25°～45°角割嘴与工件表面的距离为10～15mm切割速度要尽可能快2）气割5～20mm中等厚度的钢板比较容易割炬选用G01—30（或G01—100型）型割嘴与工件的距离大致等于焰心长度加2～4mm割嘴可向后倾斜20°～30°角3）气割厚钢板的要领是：选择与钢板厚度相应的G01—100型（或G01—300型）割炬及较大号割嘴。
预热火焰能率要大，氧气和乙炔供给充足。