割枪使用

气割作业培训

一、 气割的几种方式：

切割技术的现状、应用形式及技术经济性 近年来，国内外切割技术取得了突破性进展，从单一的氧乙炔火焰气割发展成为新型工业燃气火焰切割、等离子弧切割、激光切割、水射流切割等多能源、多种工艺方法在内的现代化切割技术，与此同时又将现代化控制技术与切割技术相结合，研究开发出新一代的全自动切割设备。 １、氧乙炔／新型燃气火焰切割

自1895年法国人ＬｅＣｈａｔｅｌｉｅｒ发明氧乙炔火焰，至1900年Ｆｏｕｃｈ和Ｐｉｃａｒｄ制造出第一把氧乙炔割炬，氧乙炔火焰切割作为最古老的热切割技术至今仍是机械制造中的一种加工方法。由于乙炔生产的原料为电石，生产过程中会排出大量电石渣（1ｔ电石生成3.3ｔ电石渣）及ＨＳ、Ｓ０等有毒有害气体，严重污染环境，在制取溶解乙炔气同时又消耗大量重要化工原料丙酮，加大了生产成本。因此，近20年来国内外有关研究机构及企业相继投入大量资金，开发研究成本低、安全、减少环境污染的新型燃气，目前国内己自主开发及引进了多种新型工业燃气代替乙炔用于工业火焰加工。同时与新型工业燃气相配套的割炬也相继投建成投产，各种割炬器种齐全。手工割炬切割厚度可达350ｍｍ，机用割炬切割厚度可达1800ｍｍ。 ２、等离子弧切割

等离子弧切割是80年代中期发展起来的一种加工方法，当时主要是为解决不锈钢和有色金属的切割，先后开发了氩、氢、压缩空气、氮、氧等多种气体，一般等离子弧切割及水再压缩等离子切割等多种工艺方法，以适应不同的需要。 普通等离子电源输出电流为20～200Ａ，切割厚度可达30ｍｍ以下；精细等离子电源输出电流最高可达100Ａ，切割厚度可达12ｍｍ以下，其中精细等离子割缝宽0.65～0.75ｍｍ，与数控切割机配合可达±0.2ｍｍ的切割精度；水再压缩等离子电源输出电流最高可达1000Ａ，切割厚度可达 130ｍｍ以下。

目前，等离子弧切割机的割炬正朝着割缝精度接近激光精度的方向发展；小功率切割电源向逆变方向发展，以提高电源效率及电弧的收缩性；大功率切割电源向闸管方向发展，并采用一定的补偿措施以提高效率，从而提高切割速度，改善切割质量。近年来，随着等离子弧技术的发展，切割20ｍｍ以下的碳钢和低合金钢，因其切割速度快，综合效益好，在工程机械制造业的应用有增长的趋势。 ３、激光切割

激光切割的工业应用始于20世纪70年代初。由于其切割尺寸质量好、速度快、精度高、效率高等优点，在多种行业获得了广泛应用。随着激光器件功率等级、稳定性及可靠性的提高和加工技术的进步，其应用领域逐步扩大到各种金属和非金属板材的切割。据2002年的统计表明：在世界激光工业应用范围内，激光切割所占比例最大，约为24％。 ４、水射流切割

水射流作为工业产品的精密加工手段，其特点是没有或很少热量释放，无热变形、无气体或蒸汽排出。该项切割技术的研究是从２０世纪６０年代开始，国外经过２０多年的研究和开发，制造出第一台高压水射流切割设备，使之能切割各种金属和陶瓷等材料。我国于９０年代开发研制出国产化的高压加磨料型水射流切割设备并用于生产。目前大部分水射流切割设备主要应用于非金属板材的切

割。

Ｂ、应用形式

无论哪种切割技术，均有不同的应用形式，火焰、等离子、激光均有小型切割机械产品和数控坐标式切割机械产品。

其中，火焰切割技的小型切割机械最多，从通用的半自动气割机、仿形气割机、光电跟踪气割机到专用的型钢气割机、马鞍形气割机约２０多个种类，价格适宜，大、中、小企业都有条件配备，完全可以适合切割人员各种条件下切割生产。另外，还在小型切割机基础上加以改进，以完成Ｕ、Ｖ、Ｙ、Ｋ形坡口及球瓣坡口切割和相贯线切割等工艺要求。

坐标式数控切割机是我国切割行业发展最快的现代化切割设备之一，坐标式数控切割机以其良好的人机对话操作界面及强大的附助支持功能，并配有自动编程、套料等软件系统的支持，使数控切割机在生产上发挥了重要作用，业已成为我国生产制造企业切割加工的首选。 Ｃ、技术经济性比较

目前，热切割在工程机械行业应用广泛，而火焰、等离子、激光三种切割技术均属于热切割，其三种切割技术的技术经济性比较见下表。 技术经济性对比表

火焰切割机切割变形大、切割速度较低，切割前需预热，花费时间长，但可采用多割炬同时切割、易耗零件的使用寿命长。等离子切割虽可切割一切金属板材和许多非金属材料，最高切割速度可达１０ｍ／ｍｉｎ，是火焰切割的１０倍，但其切口宽度较大，除薄板外，切割面易“塌边”，对中厚板能够经济地进行切割。激光切割机价格虽昂贵，但对薄板及中厚板可实现高速度、高精度切割，同时能够实现无人化操作。

二、天然气代替乙炔用于火焰切割 1、天然气的组成

天然气主要组分为甲烷，通常占90%以上，还含有一些乙烷、丙烷、丁烷及戊烷以上的烃类，并且有少量的二氧化碳、氮气、硫化氢、氢气等非烃类组分。工厂使用的管道天然气一般都经过了脱硫、干燥、加臭等处理，目的是在燃烧过程中使用更安全、更环保。

2、天然气应用于火焰切割必须解决的技术难题。

a、天然气热值较低，在氧气中的火焰温度仅为2538℃，预热时间长，切割速度慢，需要加添加剂来提高火焰温度。

b、天然气添加剂的设计和研究必须符合国家金属焊割气添加剂的相关要求和规定。完成同步汽化，不堵塞和腐蚀管道及阀门。

c、天然气和添加剂必须按照恒定比例混合，按照工作流量的实际大小自动按比例混合添加剂。且必须是防爆安全设计，适于长期连续运行.

三、气割的基本原理 1、基本原理和应用范围

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，使金属燃烧并放出热量，利用切割氧流把熔化状态的金属氧化物吹掉，而实现切割的方法。

而实现切割的方法。低碳钢的气割过程有三个阶段：

（1）预热 气割开始时，利用氧乙炔焰或氧丙烷焰将工件切割处预热到能发生剧烈氧化的温度。

（2）燃烧 喷出高速切割氧流，使已预热的金属燃烧，生成氧化物。 （3）熔化与吹除 金属燃烧生成的氧化物以及与反应表面毗邻的一部分金属被燃烧热熔化后，再被气流吹掉，完成切割过程。

燃烧热和预热火焰同时将邻近的金属预热到所需温度。整个气割过程中，被熔化的金属约占熔渣的总量的30%或更多。 四、可以气割的对象

氧气切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，使金属燃烧形成金属氧化物——熔渣。金属燃烧时放出大量的热能使熔渣熔化，且由高速氧气流吹掉，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，并自行燃烧。这种预热一燃烧一去渣的过程重复进行，即形成切口，移动割炬就把金属逐渐割开，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。

并不是所有的金属都能气割，只有需要切割的金属材料具备以下条件才能实现气割。

(1)能同氧发生剧烈的氧化反应，并放出足够的热量，以保证把切口前缘的金属层迅速地加热到燃烧点。

(2)金属的热导率不能太高，即导热性应较差，否则气割过程的热量将迅速散失，使切割不能开始或被中断。

(3)金属的燃烧点应低于熔点，否则金属的切割将成为熔割过程。

(4)金属的熔点应高于燃烧生成氧化物的熔点，否则高熔点的氧化物膜会使金属和气割氧隔开，造成燃烧过程中断。

(5)生成的氧化物应该易于流动，否则切割时生成的氧化物熔渣本身不被氧气流吹走，而妨碍切割进行。

普通碳钢和低合金钢符合上述条件，气割性能较好；高碳钢及含有易淬硬元素(如铬、钼、钨、锰等)的中合金和高合金钢，可气割性较差。不锈钢含有较多的铬和镍，易形成高熔点的氧化膜(如Cr2O3)，铸铁的熔点低，铜和铝的导热性好(铝的氧化物熔点高)，它们属于难于气割或不能气割的金属材料

可以气割的金属应符合下述条件：

1）金属氧化物的熔点应低于金属熔点。下列表是一些常用的金属及其氧化物的熔点。

金属名称 熔点℃ 熔点℃ 金属 金属氧化物

纯铁 1538 1370－1565 低碳钢 1500 1370－1565

高碳钢 1300－1400 1370－1565 铸铁 约1200 1370－1565 紫铜 1083 1236

黄铜 850－900 1236 锡青铜 850－900 1236 铝 658 2050

锌 419 1800 铬 1550 1990 镍 1452 1990

2）金属与氧气燃烧能放出大量的热，而且金属本身的导热性要低。

符合上述气割条件的金属有纯铁、低碳钢、中碳钢和低合金钢以及钛等。其它常用的金属如铸铁、不锈钢、铝和铜等，必须采用特殊的氧燃气切割方法或熔化方法切割。

五、乙炔瓶的安全使用要求

乙炔也称电石气，比氧轻，在常温时的气压下，乙炔是无色的、乙炔是一种危险的极易爆炸的气体，当温度超过200 一300度时，乙炔会发生放热的聚合作用，而放出热量又进一步聚合，若在此过程中不能将热量急速排除，聚合作用的增强和加快，会使乙炔的温度升高，从而导致乙炔的分解爆炸。纯乙炔气体，当其压力为1.5个表压，温度达到580 ℃ 时，不须外部引火，亦会自行发生分解爆炸乙炔与氧或空气为混合气体时，其爆炸危险性更大。

工业用乙炔，其含有较多杂质，如硫化氢、磷化氢等，故具有强烈的刺激性臭味。乙炔在丙酮中溶解度最大，瓶装乙炔就是利用其溶解于丙酮中的性质来贮存和运输的〕 1)一般安全要求

乙炔使用时最高工作压力禁止超过147Kpa（1.5kg/CM2） 禁止使用紫铜、银、锌、铬或含铜量超过70%的铜合金制造与乙炔接触的仪表、管子等零件。

气瓶、容器、管道、仪表等连接部位应采用肥皂水的方法检漏，严禁使用明火检漏。

乙炔瓶等均应稳固竖立，或装在专用胶轮车上使用。

禁止使用电磁吸盘、钢绳、链条等调运各类焊接与切割用气瓶。

乙炔瓶应避免放在受阳光曝晒或受热源直接辐射及易受电击的地方。 乙炔瓶内气体不能放空，必须留有气压0.5Mpa的余气。

搬运气瓶前应关闭瓶阀。搬运、装卸、使用时都竖直放置，严禁在地面上卧放并直接使用。 （2）使用前要仔细观看气瓶肩部球面部分的标志。特别是注意“下次试压时间”。并在使用过程中按照要求定期对气瓶作技术检验。不得使用超过应检期限的气瓶。

（3）使用时，首先要做外部检查，检查重点是瓶阀、接管螺纹、减压器等。如果发现有漏气、滑扣、表针动作不灵或“爬高”等，应及时维修，切忌随便处理。禁止带压拧紧阀杆，调整垫料。检查漏气时应用肥皂水，不得使用明火。 气瓶与电焊在同一场所使用时，瓶底应垫上绝缘物，以防气瓶带电。与气瓶接触的管道和设备要有接地装置，防止由于产生静电造成燃烧或爆炸。

冬季使用气瓶时，瓶阀或减压器可能出现结霜现象，或用热水或蒸汽解冻，严禁用火烘烤或用铁器敲击瓶阀，也不能猛拧减压器的调节螺丝，以防气体大量冲出造成事故。

（4）在使用和贮运气瓶过程中，应避免剧烈震动和撞击。 搬运气瓶要轻装轻卸，必须用专门的抬架或小推车，禁止直接使用钢丝绳等吊运