金属焊接与热切割作业 （初训） 刘胡彬 南通市通州建筑职业技能培训学校.

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1 金属焊接与热切割作业 （初训） 刘胡彬 南通市通州建筑职业技能培训学校

2 第二章 气焊与气割 第一节 气焊与气割基本原理
第二章 气焊与气割 自1903年将氧一乙炔火焰用于金属焊接与气割以来，至今已有100多年的历史。虽然气体火焰焊接与气割方法存在一些缺点，且不适用于某些金属材料，但因其具有设备简单、搬运方便、焊接与切割尺寸和形状容易控制、切割效率高和切口质量好、不需要电源，成本低，以及在铜、铝等有色金属的焊接与热切割领域仍有其独特的优势，所以气焊与气割仍是目前广泛采用的焊接与热切割方法。 第一节 气焊与气割基本原理 1.气焊 气焊是利用可燃气体与助燃气体混合后燃烧产生的气体火焰来加热并熔化母材和填充焊丝的一种焊接方法，最常用的是氧一乙炔焊，使用石油液化气或丙烷作燃气的焊接也得到了迅速发展。

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4 按热源及结合状态来分，气焊是一种将化学能转变为热能的熔化焊方法。 1
按热源及结合状态来分，气焊是一种将化学能转变为热能的熔化焊方法。 1.1气焊优点 (1)设备简单且移动方便； (2)熔池可见性好，且熔池温度、焊缝尺寸及形状容易控制； (3)易于实现单面焊双面成形； (4)适用于薄板和薄壁管的焊接； (5)便于预热和局部焊后热处理： (6)不需要电源，特别适用于野外施工，无电击危险； (7)成本低。

5 1.2 主要缺点 （1）火焰温度低、热量分散，因此热影响区大，接头的晶粒粗大，性能差且变形严重； （2）生产效率低，不适用于焊接厚大工件； （3）气体火焰中的氧易使焊接区的金属元素烧损，从而降低焊缝的性能； （4）焊接过程中，如不遵守操作规程和要求，存在着火灾、爆炸等危险性。 2. 气割 气割是利用气体火焰的热能将工件切割加热到燃点后，以高速喷射的高压氧气流使金属剧烈燃烧并放出热量，同时将生成的熔渣迅速排除从而形成割缝的方法。气割在工业生产中具有与焊接生产的配套性和切割金属材料的独立性。

6 第二节 气焊与气割的适用范围及特点 1.适用范围及特点 1.1气焊
第二节 气焊与气割的适用范围及特点 1.适用范围及特点 1.1气焊 气焊是利用可燃气体与助燃气体混合燃烧的火焰，熔化工件接缝处的金属和焊丝而达到金属间牢固连接的方法。这是利用化学能转变成热能的一种熔化焊接方法。它具有设备简单、操作方便、实用性强等特点。因此，在各工业部门的制造和维修中得到了广泛的应用。 气焊主要应用于薄钢板、低熔点材料、铸铁件、硬质合金刀具等材料的焊接，以及磨损、报废零件的补焊、构件变形的火焰矫正等。

7 1.2 气割 气割是利用可燃气体与氧气混合燃烧的火焰热能将工件切割处预热到燃点后，喷出高速切割氧流，使金属剧烈燃烧并放出热量，利用切割氧流把熔融状态的金属氧化物吹掉，从而实现切割的方法。金属的气割过程实质是铁在纯氧中的燃烧过程，而不是熔化过程。可燃气体与氧气的混合和切割及氧的喷射是利用割炬来完成的，气割所用的可燃气体主要是乙炔、液化石油气或氢气。 符合上述条件的金属有纯铁、低碳钢、中碳钢和低合金钢以及钛等。其他常用的金属材料如铸铁、不锈钢、铝和铜等，必须采用特殊的热切割方法（例如等离子切割等）。

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9 2.气焊与气割的优缺点 2.1 气焊的优缺点 （1）优点：①设备简单，使用灵活；②对铸铁及某些有色金属的焊接有较好的适应性；③在电力供应不足的地方需要焊接时，气焊可以发挥更大的作用。 （2）缺点：①生产效率较低；②焊接后工件变形和热影响区较大；③较难实现自动化。 2.2 气割的优缺点 （1）优点：设备简单，使用灵活。 （2）缺点：对切口两侧金属的成分和组织产生一定的影响，容易引起被割工件的变形等。

10 第三节 气焊与气割用气体 气焊常用的气体火焰是氧一乙炔焰，气割用气体主要有氧气、乙炔和液化石油气等。 1.氧气
第三节 气焊与气割用气体 气焊常用的气体火焰是氧一乙炔焰，气割用气体主要有氧气、乙炔和液化石油气等。 1.氧气   氧气不是可燃气体，而是一种强氧化剂，是一种化学性质极为活泼的助燃气体，能使其他的可燃物质发生剧烈燃烧（氧化），并能与许多元素化合生成氧化物。 氧是人类和动物呼吸必需的气体，在空气中正常氧含量约为21% ，如低于18%则为缺氧。 高压氧气与油脂、碳粉等易燃物接触，会引起自燃和爆炸。

11 氧气瓶 乙炔气瓶

12 2 乙炔 乙炔( C2H2)是一种不饱和的碳氢化合物，化学性质活泼，标准状态下密度为1. 17kg/m3，熔点-80
2 乙炔 乙炔( C2H2)是一种不饱和的碳氢化合物，化学性质活泼，标准状态下密度为1.17kg/m3，熔点-80.8℃，沸点-84℃ ，闪点-17.78℃ ，自然点305℃ ，着火能量0.019mJ。纯乙炔为无色、无味气体，工业用的乙炔因含有硫化氢和磷化氢等杂质，故有特殊臭味。乙炔中毒主要是损伤人的中枢神经系统。 乙炔是一种危险的易燃、易爆气体。它具有以下特性： （1）乙炔与空气或氧气混合时易引发氧化爆炸。乙炔与空气混合时，爆炸极限为2. 2%一81 % （指乙炔在混合气体中占有的体积），自燃温度为305℃；而与氧气混合时，爆炸极限为2. 8%～93%，自燃温度为300 ℃ 。

13 （2）在一定压力下，只要温度合适，乙炔即发生分解爆炸。当压力为0
（2）在一定压力下，只要温度合适，乙炔即发生分解爆炸。当压力为0. 15MPa、温度达580℃时，乙炔便开始分解爆炸。压力越高，乙炔分解爆炸所需的温度越低。当气体压力压缩到0. 18MPa以上时，乙炔完全分解爆炸。因此，乙炔不能压缩成氧气那样高压。 （3）乙炔与铜、银等金属或其他盐类长期接触，会生成乙炔铜和乙炔银等爆炸性化合物，当受到震动、摩擦、冲击或加热时便会发生爆炸。因此，禁止使用紫铜、银或含铜量超过70%的铜合金制造与乙炔接触的仪表、管道等有关零件。 （4）乙炔的爆炸性与储存乙炔的容器形状、大小有关。容器直径越小，越不容易爆炸。将乙炔储存在毛细管及微细小孔中，由于阻力和散热表面积大，会大大降低爆炸性，即使压力达到2. 65MPa也不易爆炸。因此，乙炔瓶内装有多孔填料，同时乙炔多用小直径管。

14 3.液化石油气 液化石油气的主要成分是丙烷( C3H8)，常压下是气态，在0.8 ~1.5 MPa压力下即变为液态。气态时标准状态下液化石油气的密度为1.8~2.5 kg/m3，比空气重。 液化石油气用于切割时，具有以下特点： （1）比乙炔价格低； （2）相对比乙炔安全； （3）切口平整，上切口不塌边，切口表面氧化很少且清渣容易； （4）耗氧量比乙炔大； （5）需用明火点燃火焰，且火焰温度比氧-乙炔焰低，故切割速度相对较慢。

15 第四节 气焊与气割工艺及设备 1.气焊与气割工艺 1.1气焊工艺
第四节 气焊与气割工艺及设备 1.气焊与气割工艺 1.1气焊工艺 气焊的工艺参数主要有接头形式和坡口形式、火焰种类、火焰能率、焊接方法、焊嘴倾角和焊丝直径等。 1.2气割工艺 气割的工艺参数主要有预热火焰能率、切割速度、氧气压力、割嘴倾角及其与下件表面的距离等。 2.气焊与气割设备 气焊与气割设备主要由气瓶、减压器、焊炬、割炬、易熔塞及橡胶软管等组成。

16 3 火工矫正知识 3.1 火工矫正的原理 金属具有热胀冷缩的性能，例如钢材加热到600℃（红棕色）以上时，在外力作用下，很容易变形，而且有部分变形在外力去除后，直至冷却，还保留着，即没有完全回复到原来形状，产生了永久变形。 无论在气焊、气割还是在电弧焊中，措施不当往往都会产生变形。 3.2 火工矫正方法 火工矫正主要有圆形法、链式点状法、线状加热法、三角形法及短条形法等矫正方法。

17 第五节气焊与气割防火防爆基本知识 1. 燃烧 发光发热的化学反应叫做燃烧。它是物质与氧气剧烈化合，生成相应的氧化物，同时放出光和热的一种现象。 1.1 燃烧条件 燃烧是有条件的，它必须在可燃物质、助燃物质和着火源3个基本要素的相互作用下才能发生。 可燃物质 凡是能与空气等氧化剂发生剧烈氧化反应的物质，都称为可燃物质。按存在的状态不同，可燃物质可分为固态、液态和气态3类。 助燃物质 凡是具有较强氧化性，能与可燃物质发生化学反应并引起燃烧的物质都称为助燃物质。

18 1.1.3 着火源 能够引起可燃物质着火的能源称之为着火源。焊接与气割作业过程中的着火源主要有火焰、电弧、高温金属及飞溅的熔渣等。 上述可燃物、助燃物和着火源构成了燃烧的必要条件，但不是充要条件。因此，对于可燃物质而言，要发生燃烧必须同时具备以下2个条件： （1）有充分的氧气（或空气）供给。 （2）温度保持在它的燃点以上。 从以上发生燃烧的条件可知，只要消除其中任何一个燃烧条件，就可以防止燃烧的发生或使燃烧停止，从而达到防火或灭火的目的。 1.2 燃烧的类型 燃烧可分为自燃、闪燃和着火等类型。

19 2.爆炸 爆炸是物质发生一种急剧的物理或化学变化，能在瞬间内释放大量能量的现象。爆炸发生时会产生强大的冲击波和巨大的声响，这种冲击波不仅能摧毁建筑物，而且会造成严重的人员伤亡，还会引发火灾等二次事故。 2.1 爆炸的分类 按爆炸能量的来源不同，爆炸可分为物理爆炸和化学爆炸；按照爆炸反应相的不同，爆炸又可分为气相、液相和固相爆炸等。 物理爆炸 由物理变化（温度、体积和压力等因素）引起的爆炸，称物理爆炸。其特点是爆炸物质的化学成分及性质不因爆炸而改变。

20 爆炸 燃烧

21 化学爆炸 化学爆炸是物质在极短的时间内完成化学变化，生成新的物质并产生大量气体和能量的现象。如汽油蒸汽、氢气、乙炔等可燃性气体和适量的空气混合后遇明火所发生的爆炸，就是因为这些可燃性气体与空气中氧气的接触面积很大，点火时氧化反应进行极快，放出大量的热，气体的体积闪受热而急剧膨胀，从而引起爆炸。 发生化学爆炸必须同时具备以下3个条件： （1）有足够的易燃易爆物质； （2）易燃易爆物质与空气等氧化剂混合后的浓度在爆炸极限内； （3）有能量充足的火源或激发能量。

22 2.2 爆炸极限 发生爆炸也是有条件的。并不是可燃气体、可燃蒸气或可燃粉尘一旦与空气形成混合物，遇到火源就爆炸，而是这些可燃物质在混合物中的浓度必须在一定的范围内时，接触火源或激发能量才会发生爆炸。可燃物质在混合物中能够发生爆炸的最低浓度称为爆炸下限，其最高浓度称为爆炸上限，而上限与下限之间的范围则称之为爆炸极限（或爆炸范围）。可燃物质在混合物中的浓度低于下限或高于上限时，既不爆炸，也不着火。因此，有时也将爆炸上、下限称为着火上、下限。 3 防火防爆基本原则 3.1 火灾的预防原则 （1）限制可燃物的数量及其周围或表面温度。 （2）严格控制火源。

23 （3）监视酝酿期特征，阻止其发展。 （4）切断传播途径，阻止火势扩大。 （5）尽可能采用耐火材料。 （6）消防设施齐全，消防组织健全。 3
（3）监视酝酿期特征，阻止其发展。 （4）切断传播途径，阻止火势扩大。 （5）尽可能采用耐火材料。 （6）消防设施齐全，消防组织健全。 3.2 爆炸的预防原则 （1）加强管理，严格操作，防止易爆物泄漏 （2）防止爆炸性混合物的形成。 （3）改进工艺，加强监测报警。 （4）严格控制火源或激发能量。 （5）阻止连锁反应的出现。 （6）切断燃爆传播途径，防止势态扩大。

24 第六节气焊气割事故案例 案例1、焊工违章切割废弃油桶
2003年10月5日12时30分左右，该企业职工许××（死者，男，52岁，惠民镇人）用打火机点燃气割气具，对废油桶进行切割。作业近1分钟，废油桶发生爆炸燃烧，底部脱离，许××身上着火，就地打滚，经同事扑救，将火扑灭，即送县第一人民医院，后转嘉兴中医院抢救，经救治无效死亡。

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26 事故原因分析 1、许××从事此项作业已多年，对废油桶切割作业，应该也略知一些操作要求，此次气割作业，没有把废油桶盖打开，检查废油桶内装储情况，也没有把废油桶进行蒸汽处理或加水处理，而是违章作业，致使气割时废油桶的残油（液）经气割高温作用达到爆炸浓度，而引发爆炸燃烧。这是此次事故的直接原因。 2、许××从事气割作业，无特种作业操作证，属无证上岗。该企业对金属焊接切割作业没有具备安全生产条件所必需的资金投入，事故现场无消防灭火器材和设施，切割作业安全设施不到位，作业人员未佩戴劳动保护用品。也未对从业人员进行安全生产教育和培训。金属焊切割作业操作规程不完备。这是造成此次事故的间接原因。

27 案例2、焊工违章切割密封铁罐 有一年，位于仙林大学城的某建筑工地，突然传出爆炸声，南京某建筑工程有限公司工人李某用电焊机切割密封的铁罐时，罐内残留气体爆炸致其死亡。事故发生后，经事故调查组调查：事故发生的直接原因是该公司购置的密封铁罐未经处理，无电焊机操作证的工人操作焊机进行切割铁罐，违章作业，致罐内的残留气体爆炸。间接原因是公司作业现场安全管理缺失，安全教育不到位。这是一起典型的因工人违章作业、施工单位安全管理教育不到位造成的生产安全责任事故。

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29 第七节 气焊与气割安全技术 1.气焊与气割的危险有害性 气焊与气割的主要危险是火灾与爆炸。因此，防火、防爆是气焊与气割的基本要求。
第七节 气焊与气割安全技术 1.气焊与气割的危险有害性 气焊与气割的主要危险是火灾与爆炸。因此，防火、防爆是气焊与气割的基本要求。 2.气瓶的安全使用 气焊、气割所用气瓶的充装、检验、使用和储运等都必须严格执行《气瓶安全监察规程》、《溶解乙炔气瓶安全监察规程》以及有关规定，防止发生气瓶爆炸。   气焊、气割使用的钢瓶（盛装氧气、乙炔、丙烷等）应按有关安全操作规程进行摆放，防止摔倒；空、实瓶应分开放置；严禁氧气瓶和燃气瓶放在一起；开启钢瓶时要用专用工具或手柄；钢瓶在装、卸车及运输时，应轻装轻卸，避免撞击，彼此保持足够安全距离。氧气瓶不能与燃气瓶、油类及其他易燃物同车运输；现场使用的钢瓶应直立地面或置于专用瓶架上，或放在比较安全的地方，并固

30 定好，防止倾倒。钢瓶要放在阴凉地点，防止曝晒。冬季发生冻结、结霜或出气不畅时严禁用明火加热，可用低于40℃的温水解冻瓶阀。空钢瓶要留有一定余压。 2.1氧气瓶的安全使用要点 （1）严禁接触和靠近油品及其他易燃品，严禁与乙炔等可燃气体的气瓶混放在一起或者同车运输，必须保证规定的安全距离。 （2）夏季使用时要放在阴凉地点或采取防晒措施，不得靠近热源。 （3）瓶内气体不得用尽，必须留有0.03MPa的余压。 （4）瓶体要装防震圈，应轻装轻卸，避免受到剧烈振动和撞击，以防止因气体膨胀而发生爆炸。 （5）储运时，瓶阀应戴安全帽，防止损坏瓶阀而发生事故。

31 （6）不得手掌满握手柄开启瓶阀，且开启速度要缓慢；开启瓶阀时，人应在瓶体一侧且人体和面部应避开出气口及减压器的表盘。 （7）瓶阀冻结时，可用低于40℃的温水加热解冻，严禁敲击和火焰加热。 （8）现场使用的氧气瓶（及其他钢瓶）应直立或置于专用的瓶架上，或放在比较安全的地方，并固定好，防止倾倒。 2.2 乙炔瓶的安全使用要点 （1）不得靠近热源或在阳光下曝晒。 （2）必须直立存放和使用，禁止卧放使用。 （3）瓶内气体不得用尽，必须留有不低于0.05 MPa的剩余压力。 （4）瓶阀应戴安全帽储运。

32 （5）瓶体要有防震圈，应轻装轻卸，防止因剧烈振动或撞击引起爆炸。 （6）瓶阀冻结，严禁敲击或火焰加热，可用低于40℃的温水加热瓶阀进行解冻，不许用超过40℃的温水解冻，或蒸汽加热瓶体。 （7）必须配备减压器方可使用。 （8）必须配置合格的回火防止器。 2.3液化石油气瓶的安全使用要点 （1）不得靠近热源、火源或在阳光下曝晒。 （2）冬季气瓶严禁火烤或热水加热。 （3）禁止自行倾倒残液，防止发生火灾和爆炸。 （4）瓶内气体不得用尽，应留有一定余压（具体压力由装瓶单位根据规定确定）。 （5）禁止剧烈振动和撞击。

33 （6）严格控制充装量，不得充满气体。 3. 现场气焊与热切割的安全作业 3
（6）严格控制充装量，不得充满气体。 3.现场气焊与热切割的安全作业 3.1作业地点的安全要求 （1）气焊、气割的作业地点，消防设施必须配备齐全。 （2）作业地点有大量易燃易爆物品且又不能采取可靠的防护措施时，禁止焊接与气割作业。 （3）作业地点有可能形成爆炸性气体、蒸气或聚积爆炸性粉尘时，禁止焊接与气割作业。 （4）易燃易爆物品与作业点的距离不得小于10 m。 （5）作业场地要有良好的通风排毒设施，以防中毒等事故发生。

34 第八节 常用气瓶的结构和使用安全要求 1.气瓶结构
第八节 常用气瓶的结构和使用安全要求 1.气瓶结构 气瓶是用于储存和运输气体的一种承压容器，气焊与气割用的气瓶有氧气瓶、乙炔瓶或液化石油气钢瓶。用于气割与气焊的氧气瓶和氢气瓶属于压缩气瓶，乙炔瓶属于溶解气瓶，石油气瓶属于液化气瓶。 2.气瓶运输、贮存、充灌、使用的安全要求 2.1气瓶运输（含装卸）时的安全要求 （1）装运气瓶的车辆应使用危化品专用车辆并经批准。 （2）气瓶必须配戴好瓶帽（有防护罩的除外），并要拧紧，防止摔断瓶阀造成事故。 （3）要轻装轻卸，避免剧烈震动，严禁抛、滑、滚动或冲击，以防气体膨胀爆炸，最好备有波浪形的瓶架，垫上橡胶或其他软物，以减小震动。

35 （4）禁止用起重机直接吊运钢瓶，充气的钢瓶禁止喷漆作业。 （5）瓶内气体相互接触能引起燃烧、爆炸，产生毒气的气瓶，不得同车（厢）运输；易燃、易爆、腐蚀性物品或与瓶内气体起化学反应的物品，不得与气瓶一起运输，如氧气瓶不得与油脂物质和可燃气体钢瓶同车运输。 （6）气瓶装在车上，应妥善固定，避免碰撞、摩擦和滚动，一般应横放在车厢里，乙炔气瓶应直立放置，头部朝向一方，垛高不得超过车厢高度，一般不超过5层；立放时，车厢高度应在瓶高的2/3以上。 （7）夏季运输应有遮阳设施，适当覆盖，避免曝晒；应避免白天在城市的繁华市区运输。 （8）严禁烟火。运输可燃气体气瓶时，应备有灭火器材。 （9）运输气瓶的车、船不得在繁华市区、重要机关附近停靠；车、船停靠时，司机与押运人员不得同时离开。

36 （10）装有液化石油气的气瓶不应长途运输。 2.2 气瓶使用时的安全要求 （1）不得擅自更改气瓶的钢印和颜色标记。 （2）气瓶使用前应进行安全状况检查，对盛装气体进行确认。 （3）气瓶的放置地点不得靠近热源，应距明火10 m以外。盛装易发生聚合反应或分解反应气体的气瓶应避开放射性射线源。 （4）气瓶立放时应采取防止倾倒措施。 （5）夏季应防止阳光曝晒。 （6）严禁敲击、碰撞，特别是乙炔瓶不应遭受剧烈振动或撞击，以免填料下沉而形成净空间影响乙炔的贮存。 （7）严禁在气瓶上进行电焊引弧。

37 （8）不得用温度超过40℃的热源对气瓶加热，如乙炔瓶瓶温过高会降低丙酮对乙炔的溶解度，而使瓶内乙炔压力急剧增高，造成危险。 （9）瓶内气体不得用尽，必须留有剩余压力（永久气体气瓶的剩余压力应不小于0.05MPa；液化气体气瓶应留有不少于0.5%~1.0%规定充装量的剩余气体）；并关紧阀门，防止漏气，使气压保持正压，以便充气时检查，还可以防止其他气体倒流入瓶内，发生事故。

38 2.3气瓶定期检查 气瓶在使用过程中必须根据国家《气瓶安全监察规程》要求进行定期技术检验。各类气瓶的检验周期，不得超过下列规定： （1）盛装腐蚀性气体的气瓶，每2年检验1次； （2）盛装一般气体的气瓶，每3年检验1次； （3）液化石油气瓶，使用未超过20年的，每5年检验1次；超过20年的，每2年检验1次； （4）盛装惰性气体的气瓶，每5年检验1次。 气瓶在使用过程中，发现有严重腐蚀、损伤或对其安全可靠性有怀疑时，应提前进行检验。库存和停用时间超过一个检验周期的气瓶，启用前应进行检验。气瓶定期检验，必须逐只进行。各类气瓶定期检验的项目和要求应符合有关国家标准。

39 第九节气瓶及构件使用不当引发事故 事故1、操作工未按要求使用气瓶
按要求气瓶与明火距离10米以上，达不到10米要作隔离防护，而此事故中操作工李某为图方便，把氧气、乙炔气瓶搬至作业点，由于气瓶减压器接口处存在漏气显现，在作业过程中焊接火焰引发火灾事故！

40 事故2、乙炔输气管断裂造成烧伤事故 在焊割作业过程中老化的橡胶软管破裂，乙炔气管喷出的乙炔气体被引燃后，火焰随气流冲出，造成操作工烧伤的事故。 对于此类事故的发生，我们在日常工作中应加强对气焊、气割使用的设备设施的检查和维护，对于出现安全隐患的设施及配件应及时更换，不得在这方面节省开支。

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42 第十节 焊炬、割炬等附件的构造、工作原理和安全要求
第十节 焊炬、割炬等附件的构造、工作原理和安全要求 1.焊炬 1.1焊炬的作用和分类 焊炬又称焊枪，是气焊操作的主要工具。焊炬的作用是将可燃气体和氧气按一定比例均匀地混合，以一定的速度从焊嘴喷出，形成一定能率、一定成分、适合焊接要求和稳定燃烧的火焰。焊炬的好坏直接影响气焊的焊接质量，因而要求焊炬应具有良好的调节氧气与可燃气体的比例和火焰能率的性能：使混合气体喷出的速度等于或大于燃烧速度，以使火焰稳定地燃烧。同时还要求焊炬的重量要轻，使用时操作方便、安全可靠。

43 焊炬按可燃气体与氧气的混合方式分为等压式和射吸式2类；按尺寸和重量分为标准型和轻便型2类；按火焰的数目分为单焰和多焰2类；按可燃气体的种类分为乙炔、氢气、汽油等类；按使用方法分为手用和机械2类。 等压式焊炬可燃气体的压力和氧气的压力是相等的，因此称等压式。等压式焊炬的优点是不易发生回火，但等压式焊炬不能用于低压乙炔，因而限制了它的使用，所以目前等压式焊炬很少采用。而射吸式焊炬，乙炔的流动主要依靠射吸作用（即氧气从喷嘴口快速射出，将聚集在喷嘴周围的乙炔吸出，并在混合气管按一定比例混合后从焊嘴喷出），所以不论使用低压乙炔或中压乙炔，都能使焊炬正常工作。目前国产的焊炬均为射吸式。

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45 2.割炬 2.1割炬的作用 割炬的作用是使氧与乙炔按比例进行混合，形成预热火焰，并将高压纯氧喷射到被切割的工件上，使被切割金属在氧射流中燃烧，氧射流把燃烧生成的熔渣（氧化物）吹走而形成割缝。割炬是热切割工件的主要工具。 割炬按预热火焰中氧气和乙炔的混合方式不同分为射吸式和等压式2种，其中以射吸式割炬的使用最为普遍。割炬按其用途又分为普通割炬、重型割炬以及焊、割两用炬等。

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47 3减压器 3.1减压器的作用和分类 由于气瓶内压力较高，而气焊和热切割所需的压力却较小，所以需要用减压器来将贮存在气瓶内较高压力的气体降为低压气体，并应保证所需的工作压力自始至终保持稳定状态。总之，减压器是将高压气体降为低压气体，并保持输出气体的压力和流量稳定不变的调节装置。 减压器按用途不同可分为氧气减压器和乙炔减压器等，还可分为集中式和岗位式减压器；按构造不同可分为单级式和双级式2类；按工作原理不同可分为正作用式和反作用式2类。目前，常见的国产减压器以单级反作用式和双级混合式（第一级为正作用式、第二级为反作用式）2类为主。

48 乙炔减压器 氧气减压器

49 3.2减压器的安全使用 3.2.1氧气瓶放气或开启减压器时动作必须缓慢 如果阀门开启速度过快，减压器工作部分的气体因受绝热压缩而温度大大提高，这样有可能使有机材料制成的零件如橡胶填料、橡胶薄膜纤维质衬垫着火烧坏，并可使减压器完全烧坏。另外，由于放气过快产生的静电火花以及减压器有油污等，也会引起着火燃烧烧坏减压器。 3.2.2减压器安装前及开启气瓶阀时的注意事项 安装减压器之前，要略微打开氧气瓶阀门，吹除污物，以防灰尘和水分带入减压器。在开启气瓶阀时，瓶阀出气口不得对准操作者或他人，以防高压气体突然冲出伤人。减压器出气口与气体橡胶管接头处必须用已退火的铁丝或卡箍拧紧，防止送气后脱开发生危险。

50 3. 2. 3减压器冻结的处理 减压器在使用过程中如发现冻结，可用低于40℃的温水加热解冻，绝不能用火焰或红铁烘烤。 4
3.2.3减压器冻结的处理 减压器在使用过程中如发现冻结，可用低于40℃的温水加热解冻，绝不能用火焰或红铁烘烤。 4.橡胶管及气焊辅助工具 4.1橡胶管和橡胶管接头 橡胶管可分为氧气胶管和乙炔胶管。 GB2550—92规定，氧气橡胶管外胶层应为蓝色（原标准规定为红色），工作压力为2MPa，最小爆破压力2MPa；GB2551—92规定，乙炔橡胶管外胶层应为红色（取标准规定为黑色），工作压力为0.3MPa,最小爆破压力0.9MPa；常用的内径为8mm或I0mm，2种管子因耐压不同，不能互换使用。

51 第三章 焊条电弧焊和电弧切割 第一节焊条电弧焊 1.焊条电弧焊概述 1.1焊条电弧焊定义
第三章 焊条电弧焊和电弧切割 第一节焊条电弧焊 1.焊条电弧焊概述 1.1焊条电弧焊定义 焊条电弧焊是利用电弧放电时所产生的热量作为热源，加热、熔化焊条和焊件并使之相互熔合，形成牢固接头的焊接过程。因此，焊条电弧焊是一种熔化焊接方法。 1.2焊条电弧焊优点 焊条电弧焊广泛应用于各个工业领域。这是因为它有如下优点： （1）使用的设备比较简单，价格相对便宜，并且轻便。 （2）不需辅助气体保护，焊条既能填充金属，又能在焊接时产生保护熔池和避免氧化的保护气体。 （3）操作灵活，适应性强，能在空间任意位置焊接。

52 焊条电弧焊

53 （4）应用范围广，适用于大多数工业用的金属、合金等的焊接。 1
（4）应用范围广，适用于大多数工业用的金属、合金等的焊接。 1.3焊条电弧焊缺点 （1）对焊工操作技术要求高。 （2）焊工劳动强度大，劳动条件差，有时处于高温烘烤和有毒有害的烟尘环境中。 （3）焊接工艺参数选择范围小，要经常更换焊条及清理焊道熔渣，因此焊接效率低。 （4）不适用于特殊金属（如活泼金属Ti，Nb，Zr等，如难熔金属Ta，Mo等．如低熔点金属Pb、Sn、Zn及其合金）。 2.焊条电弧焊的产生及组成 2.1焊接电弧的产生 电弧是指两电极之间的气体介质产生强烈而持久的放电现象。其实质是一种局部气体导电现象。电弧放电的同时，会产生高热和强光。这就是电弧的光、热特性。

54 2. 2焊接电弧的组成和热量分布 焊接电弧由阳极区、阴极区和弧柱区3个部分组成。 3. 焊条电弧焊焊接工艺及参数选择 3
2.2焊接电弧的组成和热量分布 焊接电弧由阳极区、阴极区和弧柱区3个部分组成。 3.焊条电弧焊焊接工艺及参数选择 3.1焊接接头和坡口形式 3.1.1焊接接头形式 在焊接作业中，根据焊件厚度、结构形状和使用条件的不同，需要采用不同的焊接接头形式。手工电弧焊的焊接接头可分为对接、角接、搭接和T形4种基本形式。与搭接相比，对接接头具有受力简单、均匀且节省金属等优点，因此其应用最广。 坡口形式 为保证焊缝金属的有效厚度和根部焊透，改善焊缝成形，通常要将工件的待焊部位加工成具有一定几何形状的坡口。手工电弧焊常用坡口的基本形式主要有V形、X形和

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56 U形等。为防止烧穿，加工坡口时往往在根部留有一定的直边，称之为钝边。组装时所预留的间隙作用是保证焊透。 3

57 3.3.1 电焊条选用原则 焊条在很大程度上直接影响到焊接质量和生产效率，需要正确、合理地选用焊条。 选择焊条类型时应考虑焊件的材质、工作条件、使用性能、接头几何特征、施工条件及经济合理性等。如当焊件较厚且要求焊缝应有较好的韧性和抗裂性时，应选用碱性焊条；当对焊缝性能要求一般，焊件难以清理干净时，应选用酸性焊条。但碱性焊条发尘量比酸性焊条高。 选择焊条直径时，应考虑焊件厚度、焊接位置、焊接层数及接头形式等。选用较大直径的焊条有利于提高生产率，但大直径焊条易造成未焊透、焊缝成形不良和咬边。另外，过大的热输入还会降低接头的韧性。多层焊时，打底焊层应采用小直径焊条，以保证根部焊透。 焊条的种类很多，应用范围不同，正确选用焊条，对劳动生产率、焊接质量和产品成本都有影响，焊条选用

58 原则如下： （1）等强度原则 对于承受静载或一般载荷的工件或结构，通常在同种钢焊接时选用抗拉强度与母材相等的焊条，这就是等强度原则。在异种钢焊接时，则按强度低的一侧钢材选用。例：20钢抗拉强度在400 MPa左右的钢可选用E43系列的焊条。 （2）等同性原则 焊接在特殊环境下工作的工件或结构，如要求耐磨、耐腐蚀、在高温或低温下具有较高的力学性能，则应选用能保证熔敷金属的性能与母材相近或相近似的焊条，这就是等同性原则。如焊接不锈钢时，应选用不锈钢焊条。 （3）等条件原则 根据工件或焊接结构的工作条件和特点选择焊条。例如焊接需承受动载或冲击载荷的工件，应选用熔敷金属冲击韧度较高的低氢型碱性焊条。反之，焊一般结构时，应

59 选用酸性焊条。 4.电焊条 4.1电焊条的组成及作用 电焊条是手工电弧焊的焊接材料，由焊芯和药皮两部分组成。电焊条作为传导焊接电流的熔化电极和焊缝的填充金属，其性能和质量将直接影响到焊接质量的优劣。 4.1.1焊芯 焊芯是焊条的金属芯部，由焊芯专用钢丝制成。焊接过程中，焊芯的作用是传导焊接电流，与焊件产生电弧，并且本身熔化作为填充金属和熔化的母材金属熔合而形成焊缝。 通常所称的焊条直径均是指焊芯的直径，常用的焊条直径为Φ1.6mm，Φ2mm，Φ2.5mm，Φ3.2mm，Φ4mm，Φ5mm及Φ6mm等。焊条的长度是指焊芯的长度，一般在250 ~450mm之间。

60 4. 1.2药皮 焊条药皮是影响焊缝质量的重要因素之一。焊条药皮的主要作用为： （1）保证焊接电弧稳定燃烧； （2）保护熔池，防止空气侵入； （3）向焊缝金属渗合金； （4）脱氧，去除硫、磷有害杂质； （5）造渣保护焊缝金属和改善焊缝成形。 4.2焊条的分类和特性 焊条药皮类型不同，焊条的特性也不同。酸性焊条和碱性焊条不仅对焊缝金属化学成分的影响不同，而且两者工艺性能也有较大差异。 酸性焊条 当焊条药皮中含有较多酸性氧化物，且其所生成熔渣的

61 化学性质呈酸性时，这类焊条称为酸性焊条。由于酸性焊条在冶金反应过程中脱氧不足，合金元素烧损较多。而且脱硫、脱磷能力差，因此其焊缝的韧性及抗裂性差。但其工艺性能较好，对油、锈、水不敏感，抗气孔能力强，交直流电源均适用。 碱性焊条 当焊条药皮中含有大量碱性氧化物及一定的氟化钙，且其所生成熔渣的化学性质呈碱性时，则称此类焊条为碱性焊条。碱性焊条在冶金过程中脱氧较彻底，能有效地去除硫、磷，因此其焊缝金属的韧性及抗裂性均较好。但其工艺性能较酸性焊条差，对油、锈、水敏感，易产生气孔，电弧的稳定性不如酸性焊条且飞溅大，只适用直流电源。由于碱性焊条的电弧气氛中含氢量低，故其也称低氢型焊条。

62 碱性焊条产生的焊接烟尘较大，其中还含有有毒的氟化物，对人体健康有害。因此必须加强焊接现场的通风换气，改善岗位劳动条件。 5
碱性焊条产生的焊接烟尘较大，其中还含有有毒的氟化物，对人体健康有害。因此必须加强焊接现场的通风换气，改善岗位劳动条件。 5.焊条电弧焊的电源 电弧焊时，对焊接电弧供电的系统称为弧焊电源。按输出电流种类的不同，手工电弧焊电源可分为交流、直流和脉冲3种类型。按结构特点不同，手工电弧焊电源又可分为弧焊变压器、弧焊发电机、弧焊整流器和弧焊逆变器等。 6.焊条电弧焊的一般施工 6.1引弧 引弧的方法通常有2种：一为直提法，将焊条垂直地接触焊件表面后，向上提起2-4 mm，即引燃电弧。另一种为划擦引弧法，就是将焊条在焊件表面上划动一下，向上提起2-4 mm（与擦火柴相似），即引燃电弧。

63 6.2运条 焊条的移动有3种方向的动作1）焊条沿焊条中心线向熔池送进，当焊条不断地熔化后，继续保持一定的电弧长度(2-4mm)，碱性焊条的弧长较酸性焊条要短些；（2）焊条沿焊接方向移动，以形成焊缝，若移动速度太慢，则焊缝会过宽、过高，甚至会发生焊穿，若焊条移动速度太快，则焊条和焊件熔化不够，造成焊缝较窄，甚至会发生．术焊透等缺陷；（3）焊条横向摆动，以获得较宽的焊缝。其摆动范围，应根据焊缝宽度与焊条直径决定。 上述3个动作组成焊条有规则的运动，焊工可以根据焊缝位置、焊接接头形式、焊条直径与性能、焊接电流大小以及熟练程度等因素，选用运条方法。例如直线形、往复直线形、锯齿形、月牙形、正三角形、斜三角形、环形、斜环形。

64 7.常见焊条电弧焊缺陷及防止措施 焊条电弧焊常见的焊接缺陷有焊缝形状缺陷、裂纹、气孔、夹渣等。焊接缺陷会导致应力集中，降低承载能力，缩短使用寿命，甚至造成材料脆断。一般技术规程规定：裂纹、未焊透、未熔合和表面夹渣等是不允许有的；咬边、内部夹渣和气孔等缺陷不能超过一定的允许值；对于超标缺陷必须进行彻底去除和焊补。 8焊条电弧焊安全防护措施 8.1 焊条电弧焊的安全特点 焊条电弧焊是用电弧产生的热量对金属进行热加工的一种工艺方法。在电弧焊接过程中，所使用的电焊机、电焊钳、导线以及工件均是带电体。焊机的空载电压一般在60～90 V左右，均高于安全电压。若电焊设备有故障，焊工违反安全操作规程或穿戴的防护用品有缺陷，都有可能发生触电事故。特别是在狭小的容器和船舱内进行焊接操

65 作时，四周都是金属导电体，触电的危险性更大。 焊条电弧焊操作简便、灵活，适用范围十分广泛。因此，有些作业现场可能会存在易燃易爆物品或其他（如高空坠落等）不安全因素。另外，在焊接过程中，焊条、焊件及其周围的空气在焊接电弧高温和强烈弧光的作用下，会产生大量影响人体健康的有害烟尘和臭氧、氮氧化物等有毒气体。而且，强烈的弧光辐射还会损伤人的眼睛和皮肤。 由于上述一些不安全、不卫生因素的存在，使得在焊条电弧焊的过程中，有可能发生触电、火灾、爆炸、中毒、灼烫和高处坠落等事故。 8.2焊接安全用电 8.2.1电流对人体的伤害 电流对人体的伤害有3种类型：电击、电伤和电磁场生理伤害．

66 8.2.2影响电流对人体伤害的因素 电流对人体内部造成伤害的严重程度与下列因素有关： （1）与电流大小的关系 （2）与通电时间长短的关系 （3）与电流通过途径的关系 （4）与电流种类及频率的关系 （5）与人体健康状况的关系 8.2.3安全电压 为防止触电事故而采用的由特定电源供电的安全电压系列，按GB 的规定分别为42 V，36 V，24 V，12 V，6 V。 通过人体电流的大小决定了外加电压的高低和人体电阻的大小。在确定安全条件时，一般不计安全电流而用安全电压来表示，但安全电压值与工作环境有关：

67 在比较干燥而触电危险性较大的环境中，安全电压为36 V。 在潮湿、狭小而触电危险性大的环境中，安全电压为12 V。 8

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69 预防触电事故的措施 （1）隔离防护 （2）绝缘良好 （3）正确使用劳动保护用品 （4）安全措施：保护接地，保护接零。

70 第二节电焊作业引发的事故案例 案例1、 11·15上海静安区高层住宅大火
2010年11月15日14时，上海余姚路胶州路一栋高层公寓起火。公寓内住着不少退休教师，起火点位于10-12层之间，整栋楼都被大火包围着，楼内还有不少居民没有撤离。至11月19日10时20分，大火已导致58人遇难，另有70余人正在接受治疗。事故原因，是由无证电焊工违章操作引起的，四名犯罪嫌疑人已经被公安机关依法刑事拘留，还因装修工程违法违规、层层多次分包；施工作业现场管理混乱，存在明显抢工行为；事故现场违规使用大量尼龙网、聚氨酯泡沫等易燃材料；以及有关部门安全监管不力等问题。

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73 案例2、违章作业 引发中毒伤亡事故 09年9月18日10时05分，高炉休风。11时，甲班开始检修，当班烧结工(又称炉前工)没有按规程要求关闭煤气阀门和打开煤气放散阀即进行了作业。16时，乙班班长李×安排2名烧结工在东烧结平台配合机修工焊接阀盖密封箱体漏水点和盖板。18时25分，高炉恢复送风。18时50分左右，在未经确认是否具备输送煤气条件和采取其他相关安全措施的情况下，开始向东烧结机输送煤气。而郭×等4人仍在东烧结机平台下密封阀盖箱体内检修作业。由于高炉煤气输送到东烧结机的管道阀门未关闭，放散阀也未打开，煤气通过管道进入烧结密封阀盖箱体内，正在检修作业的3人(包括郭××在内)中毒死亡，1人因临近箱体入口处轻微中毒得以生还。当发现煤气阀门末关闭，另有1名员工前往关闭煤气管道阀门时中毒身亡。

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75 第2节 电弧切割 电弧切割主要有碳弧气割、碳弧刨割条和等离子弧切割3种。
第2节 电弧切割 电弧切割主要有碳弧气割、碳弧刨割条和等离子弧切割3种。 碳弧气刨 等离子弧切割