劳动出版社《钳工与焊工实训（第二版）》-B24-2209课题十三 气割

1、 了解气割的工作原理及应用范围。 掌握气割设备的结构及施工方法。 能利用气割设备进行中、薄板的气割加工。,在汽车事故车辆钣金修理过程中,常利用气割的方法来切割钣金件(见图131),从而使钣金件有效分离。你知道气割的工作原理是什么吗? 需要使用哪些工具设备呢?,图131 气割金属板材,一、气割概述 1.气割所用的气体 气割用的气体可分为两类：助燃气体(氧气)和可燃气体(乙炔等)。 (1)氧气 它是一种无色、无味、无毒的气体,其分子式为O2。在标准状态下,氧气的密度为1.429kg/m3,比空气重(空气为1.29kg/m3)。氧气本身不能燃烧,但它是一种活泼的助燃气体。 (2)乙炔 它是一种无色而有特殊臭味的气体,是一种碳氢化合物,其分子式为C2H2。在标准状态下,密度为1.17kg/m3,比空气略轻。,2.气割的原理及应用范围 (1)气割基本原理 气割是利用气体火焰的热能,将工件切割处预热到燃烧温度后,喷出高速切割氧流,使其燃烧并放出热量,从而实现切割的方法。气割过程包括下列三个阶段: 1)气割开始时,用预热火焰将气割处的金属预热到燃烧温度(燃点)。 2)向被加热到燃点的金属喷射切割氧,

2、使金属剧烈燃烧。 3)金属燃烧氧化后生成熔渣和产生反应热,熔渣被切割氧吹除,所产生的热量和预热火焰热量将下层金属加热到燃点,这样持续下去就能将金属逐渐割穿。随着割炬的移动,金属材料被切割成所需的形状和尺寸,气割过程如图132所示。,(2)应用范围 气割的效率高、成本低、设备简单,并能在各种位置进行切割及切割各种外形复杂的零件,因此,广泛地用于型钢下料、开焊接坡口和铸件浇冒口的切割,切割厚度可达300mm 以上。 根据金属的切割性能,目前,气割主要用于各种碳钢和低合金钢的切割。其中淬火倾向大的高碳钢和强度等级较高的低合金钢气割时,为避免切口淬硬或产生裂纹,应采取适当加大预热火焰功率和放慢切割速度,甚至割前对钢材进行预热等措施。,二、气割设备工具 1.气瓶 (1)氧气瓶 氧气瓶是储存和运输氧气的一种高压容器。氧气瓶的外形和构造如图133所示。目前,工业中最常用的氧气瓶规格是瓶体外径为219 mm, 瓶体高度约为1370mm,容积为40L,当工作压力为15MPa时,储存6m3氧气。 氧气瓶外表面涂天蓝色漆,并用黑漆写上“氧”字样。 (2)乙炔瓶(又称溶解乙炔瓶) 乙炔瓶是一种储存和运输乙炔的

3、压力容器。其外形与氧气瓶相似,比氧气瓶矮,略粗一些。乙炔瓶的外形和构造如图134所示。 乙炔瓶外表面涂白色漆,并用红漆写有“乙炔”“不可近火”字样。,2.减压器 减压器又称为压力调节器,它是将高压气体降为低压气体的调节装置。例如,把氧气瓶内的15MPa高压气体减压至0.10.3 MPa的工作压力,供焊接或切割时使用。减压器同时还有稳压作用,使气体的工作压力不随气瓶内的压力减小而降低。 (1)氧气减压器 氧气减压器的品种很多,有单级和双级的,有正作用式和反作用式的。目前氧气瓶上经常使用的减压器为QD-1型单级反作用式减压器,其内部构造如图135所示。,(2)乙炔减压器 乙炔减压器的作用原理、结构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,所以必须使用带夹环的乙炔减压器,如图136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。,3.割炬 割炬是进行气割的主要工具。它是使可燃气体与氧气按一定比例混合燃烧形成稳定火焰的工具。按可燃气体与助燃气体混合的方式不同,可分为射吸式和

4、等压式两大类。 射吸式割炬型号表示方法如下:,4.橡胶软管 氧气瓶和乙炔瓶中的气体须用橡胶软管输送到焊炬或割炬。焊割所用的橡胶软管,按其所输送的气体不同分为以下两种。 (1)氧气胶管 根据GB/T25502007 气体焊接设备 焊接、切割和类似作业用橡胶软管的规定,氧气胶管应为蓝色。它由内外胶层和中间纤维层组成,其外径为18mm,内径为8mm,工作压力为1.5MPa。 (2)乙炔胶管 根据GB/T25502007 气体焊接设备 焊接、切割和类似作业用橡胶软管的规定,乙炔胶管应为红色。其结构与氧气胶管相同,但其壁较薄,外径为16mm,内径为10mm,工作压力为0.3MPa。,5.辅助工具 (1)护目镜 气焊、气割时,焊工应戴护目眼镜操作,可保护眼睛不受火焰亮光的刺激,以便在焊接过程中能仔细地观察熔池金属,又可防止飞溅金属伤害眼睛。在焊接一般材料时宜用黄绿色镜片,镜片的颜色要深浅合适,根据光度强弱可选用37号遮光玻璃。 (2)通针 用于清理发生堵塞的火焰孔道。一般由焊工用刚度好的钢丝或黄铜丝自制。 (3)打火机 使用手枪式打火机点火最为安全可靠。尽量避免使用火柴点火,非用火柴点火时,必须把

5、划着的火柴从焊嘴或割嘴的后面送到焊嘴或割嘴上,以免手被烫伤。 (4)其他工具 钢丝刷、锤子、锉刀、扳手、钳子等。,三、氧乙炔焰 乙炔与氧混合燃烧形成的火焰叫氧乙炔焰。氧乙炔焰的外形、构造及温度分布是由氧气和乙炔混合的比值决定的。按比值的不同,可得到性质不同的三种火焰：碳化焰、中性焰和氧化焰,如图138所示。氧乙炔焰的种类及特点见表131。,四、气割基本操作 1.气割顺序 气割工件因局部受高温影响,割后将产生较大变形,若对气割顺序做合理选择,则可减小割件的这种变形,如图139所示。 2.气割姿势 两脚距离与肩同宽,呈外八字形,身体自然下蹲,右臂弯曲靠右膝外侧,左臂在两腿之间伸向右方,如图1310所示。,图139 气割顺序 图1310 气割姿势,3.预热火焰的调整 气割预热火焰应选取氧和乙炔比例适当、对金属无碳化和氧化作用的中性焰,主要通过调节预热氧调节阀来实现。 4.检查风线(切割氧流线) 预热火焰调整好后,打开切割氧阀门,观察风线。为保证切割质量,风线应为具有一定长度、笔直而清晰的圆柱体。若风线不符合要求,应关闭割炬的所有阀门,用通针清理割嘴内表面的飞溅、污物,同时修正风线。,气割设备

6、的安装与检查 1.工作任务 本任务是进行气割设备的安装与检查,如图1311所示。 2.任务分析 分析图1311所知,该设备由气瓶、气体减压器、气管、割炬等组成。要完成任务,首先应了解气焊与气割设备组成部分及相互连接方法,根据连接方法及要求正确连接气割的设备,并进行各项安全检查。,3.实施步骤 (1)气割前准备 1)气割设备及连接。气割设备的安装如图1311所示。 手工气割所用设备及工具的连接顺序如下。 2)辅助器具及工具。护目镜、点火枪、通针、钢丝刷、扳手等。,(2)气割前检查 1)场地检查。严格按气割安全规定进行。 2)设备连接。先打开气瓶的瓶阀,去除瓶口灰尘。将减压器总成与气瓶连接好。再将气管与减压器总成接好,氧气管用管箍箍紧,乙炔管直接插入即可。最后将氧气管与割炬进行连接。检查割炬的射吸能力正常后,连接乙炔管。 3)设备检查 检查割炬的射吸能力。旋开割炬氧气调节阀,使氧气流过混合气室喷嘴,这时将手指放在割炬的乙炔进气管口上(见图1312), 如果手指感到有吸力,证明射吸能力正常;若无吸力或有推力(回火现象),则说明割炬不能正常工作,必须经维修后方可使用。,检查漏气。右旋氧气减压器

7、的调节螺母,调节低压表表压至0.25MPa,用手触摸(或涂肥皂水)各连接处,判断有无漏气现象。检查乙炔接头处可用肥皂水涂抹或鼻嗅的方法。如有漏气现象,应马上关闭瓶阀检修。 减压器总成的检查。调节减压器总成低压调节螺杆,观察压力表指针动作是否灵敏。,4.评分标准,气割火焰的点燃、调节和熄灭 1.工作任务 本任务是气割火焰的点燃、调节不同性质的火焰和正确熄灭火焰的操作。 2.任务分析 要完成任务,必须了解气割火焰性质分类及外在表象,掌握气割火焰的点燃、调节与熄灭等基本操作技能。 3.实施步骤 (1)割炬的握法 右手握持割炬手柄,并以右手的拇指和食指掌握预热氧阀开关,以便调节预热火焰和发生回火时切断气源。左手的小指和无名指夹住混合气管,拇指和食指控制切割氧气阀门。,(2)火焰的点燃 1)根据气瓶和减压阀的安全使用规定和焊接规范,打开减压阀并调整到合适的工作压力。氧气压力为0.30.5MPa,乙炔压力为0.030.04MPa。 2)打开割炬的调节气阀。先逆时针方向旋转乙炔阀门放出乙炔,再逆时针微开氧气阀门,使氧气和乙炔在割炬内形成混合气体并从割嘴喷出,此时将割嘴靠近火源点火。开始练习时,可能出

8、现不易点燃和连续“放炮” 的响声,这是因为氧气量过大或乙炔不纯所造成的,此时应微关氧气阀门或放出不纯的乙炔,重新点火。点火时,拿火源的手不要正对割嘴(见图1313),也不要将割嘴指向他人,以防烧伤。,(3)火焰的调节 刚点燃的火焰多为碳化焰, 如要调成中性焰,应逐渐增加氧气的供给量,直至火焰的内、外焰无明显的界限,焰心端部有淡白色火焰闪动,即获得中性焰。如继续增加氧气或减少乙炔,就得到氧化焰; 反之, 增加乙炔或减少氧气,可得到碳化焰。 (4)火焰的熄灭 正确的熄灭方法是先顺时针方向旋转乙炔阀门,直至关闭乙炔,再顺时针方向旋转氧气阀门关闭氧气。这样可避免黑烟和火焰倒袭。注意,关闭阀门时以不漏气为准,不要关得太紧,以防磨损太快,降低割炬的使用寿命。 (5)安全注意事项 1)在实施任务前,先认真阅读气割的各项安全规程,再操作。 2)正式操作前,先进行模拟练习,熟悉割炬阀门的开关顺序后,再操作。,普通零件的气割 1.工作任务 根据如图1314所示图样及技术要求,自行确定气割顺序,气割加工零件毛坯件。 2.任务分析 如图1314所示,零件由直线、圆弧、内孔、角度等组成,要完成该任务必须了解手工

9、气割的工艺参数选用原则,掌握直线、圆和圆弧的气割基本方法。,图1314 气割加工图,3.实施步骤 (1)割炬的选择 1)选择工艺规范。根据工件厚度(12mm),选用射吸式割炬G01-30型;2号环 形割嘴,切割氧孔径为0.8mm;氧气压力0.25MPa;乙炔压力0.0010.1MPa。 2)检查气密性。 3)检查割炬的射吸能力。 (2)气割前的准备 1)识读气割工件图,在板材上合理排布零件的位置。 2)按图样尺寸进行划线,留有一定的切割余量并检查尺寸的准确性。 3)工件正确放置。工件的摆放如图1315所示。,图1315 工件的摆放,(3)气割 1)点燃火焰并调整火焰性质与火焰能量的大小,检查风线情况。 2)起割、正常气割、停割、接割和收尾停割。 (4)外轮廓线的气割 操作者平端割炬,使割嘴垂直于割件表面,预热钢板割线右端边缘10mm 处,待预热点呈现亮红色时,将割嘴外移至钢板边缘,同时慢慢打开切割氧阀门,当看到预热处有红点被氧气流吹掉时,可以开大切割氧阀门。随着氧气流的加大,从割件的背面飞出鲜红的铁渣时,说明已经割透,即可根据工件的厚度,以适当的速度移动割炬 向前切割。,(5)内孔的气割 1)起割。起割内孔时,要预先切割件孔内废料部分,离气割线适当距离割一小透孔。将割嘴垂直于割件表面,对欲开孔部位进行预热,然后将割嘴稍向旁移,并略倾斜;再逐渐开大切割氧阀门吹除熔渣,直至将钢板割穿,再过渡到切割线上切割,如图1316所示。,图1316 内孔的气割示意图 a)、b)割炬角度与距离 c)、d)起割的角度与移动的方向,2)切割过程。切割内圆孔时,身体要保持稳定,割速要均匀。当割嘴沿切割线做圆周运动时,身体重心也应轻轻随着变动,但手臂及下蹲姿势不应有较大变动。 3)停割。当气割接近结束时,应略开大切割氧阀门,割速也应略快,迅速吹掉熔渣,防止收尾处热量集中而局部熔化,产生粘连。 (6)关闭气源,设备整理,清理场地 (7)质量检查 1)测量割件的各部尺寸是否符合图样要求。 2)检查气割切口表面是否平整光滑,割纹是否均匀一致。 3)检查切口边缘是否有熔化现象,氧化物是否易于清除。 4)检查切割直线段的平直程度。,4.注意事项 (1)氧气瓶一般应直放使用,乙炔瓶必须直放

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