气割用材料

在生产中，利用可燃气体与助燃气体混合燃烧所释放出的热量作热源进行金属材料的焊接或切割，是金属材料热加工常用的工艺方法之一。

可燃气体种类很多，目前应用最普遍的是乙炔气，其次是液化石油气。乙炔气与氧气混合燃烧产生的温度可达3 000℃～3 300℃。在生产中，氧乙炔焰常常被用来焊接较薄的钢件、低熔点材料及铸铁等。氧乙炔焰的气割在钢材的下料及坡口的制备方面，应用得就更为广泛了。

基础知识

一、气焊（割）在焊接与切割作业中的地位

气焊（割）具有设备简单、成本低、操作方便、质量可靠、适用性好等特点。在工业生产、建筑施工中得以广泛应用。气焊（割）能对钢材进行下料和坡口准备，还能焊接薄板和低熔点材料，以及进行钎焊、构件形变后的火焰矫正等。气焊（割）是金属材料加工的主要方法之一。

二、气焊

气焊，是利用气体火焰的热能，熔化焊件和焊接材料使之达到原子间结合的一种焊接方法，如图2-1所示。

图2-1  气焊

三、气割

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，使其燃烧并放出热量，实现切割的方法，如图2-2所示。

要想正确使用气焊（割）装置，完成金属材料的切割与焊接，必须熟悉气瓶的结构、气体管线连接、焊炬和割炬的使用，遵守气焊（割）安全操作规程，会规范使用气焊（割）常用的工具，并按车间管理规定整理生产现场。

图2-2  气割

任务实施

一、氧气

通常，氧气是无色、无味、无毒的气体，其分子式是O2。氧气的密度比空气大，标况下密度是1.429 kg/m3，在常温、常态下氧是气态。氧气本身不能燃烧，但能帮助其他可燃物质燃烧，具有强烈的助燃作用。液氧、固态氧呈淡蓝色——储存在蓝色钢瓶里。气焊与气割用的工业用氧气一般分为两级：一级纯度氧气含量不低于99.2%，二级纯度氧气含量不低于98.5%。一般情况下，由氧气厂和氧气站供应的氧气可以满足气焊与气割的要求。

二、乙炔

乙炔气又称为电石气，化学式C2H2。是一种无色而有特殊臭味的气体。乙炔分子量为26.4，气体密度为0.91 kg/m3，乙炔是可燃性气体，它与空气混合燃烧时所产生的火焰温度为2 350℃，而与氧气混合燃烧时所产生的火焰温度为3 000℃～3 300℃，因此足以迅速熔化金属进行焊接和切割。

乙炔是一种具有爆炸性的危险气体。当乙炔的温度超过300℃，且压力增加到0.15～0.2 MPa时就容易爆炸。乙炔与铜或银长期接触后会产生一种爆炸性的化合物，即乙炔铜和乙炔银，当它们受到剧烈振动或者加热到110℃～120℃时就会引起爆炸。所以，凡与乙炔接触的器具设备禁止用纯铜制造，只准用铜的质量分数不超过70%的铜合金制造。

三、气焊丝和气焊熔剂

1.气焊丝

气焊时，气焊丝的正确选用是很重要的，因为焊丝不断地送入熔池内，并与熔化的基本金属熔合形成焊缝。焊缝的质量在很大程度上与气焊丝的化学成分和质量有关。一般对气焊丝有如下要求：

（1）气焊丝的化学成分应基本上与焊件相符合，保证焊缝具有足够的力学性能。

（2）焊丝表面应无油脂、锈斑及涂料等污物。

（3）焊丝应能保证焊缝具有必要的致密性，即不产生气孔及夹渣等缺陷。

（4）气焊丝的熔点应与工件熔点相近，并在熔化时不产生强烈的飞溅或蒸发。

常用气焊丝的型号和用途如下：

（1）结构钢焊丝 一般低碳钢焊件采用的焊丝有H08A；重要的低碳钢焊件用H08Mn和H08Mn A；中强度焊件用H15A；强度较高的焊件用H15Mn。

焊接强度等级为300～350 MPa的普通碳素钢时，采用H08A、H08Mn和H08Mn A等焊丝。

焊接优质碳素钢和低合金结构钢时，可采用碳素结构钢焊丝或合金结构钢焊丝，如H08Mn、H08Mn A、H10Mn2以及H10Mn2Mo A等。

（2）铸铁用焊丝 铸铁焊丝分为灰铸铁焊丝和合金铸铁焊丝，其型号、化学成分可参见相关国家标准。

2.气焊熔剂

（1）气焊熔剂的作用 气焊过程中，被加热的熔化金属极易与周围空气中的氧或火焰中的氧化合生成氧化物，使焊缝中产生气孔和夹渣等缺陷。为了防止金属的氧化及消除已经形成的氧化物，在焊接有色金属、铸铁以及不锈钢等材料时必须采用气焊熔剂。

在气焊前，气焊焊剂可以直接撒在焊件坡口上，或蘸在气焊丝上加入熔池。在高温下，它与金属熔池内的金属氧化物或非金属夹杂物相互作用生成熔渣。同时，由于生成的熔渣覆盖在熔池表面，而把熔池与空气隔绝开来，这就防止了熔池金属在高温时被继续氧化，从而改善了焊缝金属的质量。

（2）常用气焊熔剂及选用 气焊熔剂应根据母材金属在气焊过程中所产生的氧化物的种类来选用。所选用的熔剂应能中和或溶解这些氧化物。气焊常用焊剂见表2–1。

表2-1 气焊用焊剂的种类、用途及性能

拓展提高

气焊中，除可用乙炔气作为可燃气体外，还可以采用丙烯及液化石油气、丙烯气瓶、液化石油气瓶，瓶的上部都有瓶及阀等结构，但内部是空的，这是由于这两种气体的易燃易爆性比乙炔差一些，而且在被施加较低的压力就能变成液体，因此很容易以液体形式被储存在钢瓶中。液化石油气是裂化石油的副产品，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）等碳氢化合物。如果将石油气加上约0.8～1.5 MPa的压力，就变成液体，装入瓶中，便于贮存和运输。