021气焊与气割原理

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1、021气焊与气割原理12-12第二章气焊与气割第一节气焊与气割的基本原理适用范围与安全特点一．气焊与气割的基本原理和适用范围1．气焊：气焊是利用可燃气体与氧气混合燃烧的火焰去熔化焊接接头处的金属和焊丝，使之熔化并重新结晶从而达到牢固连接的焊接方法。这是利用化学能转变成热能的一种熔化焊方法。它具有设备简单，操作方便，不需要电力等优点。同时也具有焊接效率低，焊缝质量差，等缺点。但是，虽然气焊早已不是主要的焊接方法，但是它的操作技术却是现代焊接方法钨极氩弧焊所不可缺少的基础训练。掌握气焊操作技术，就很容易掌握

2、钨极氩弧焊操作方法。l可燃气体：乙炔(C2H2)，液化石油气：包括丙烷(C3H8)，丁烷(C4H10)，丙稀(C3H6)，另外，氢气(H2)也曾经作为可燃气体使用过，称为原子氢焊，现在早已淘汰。l助燃气体：氧气(O2)l气焊工具：气焊枪，氧气瓶，乙炔瓶，氧气减压器，乙炔减压器，氧气输送管(蓝色)，乙炔输送管(红色)，回火防止器。l气焊器材：焊丝，焊剂。在焊接低碳钢的时候不需要焊剂，只有在焊接有色金属，铸铁或者不锈钢时才使用焊剂。焊剂的作用是在气焊火焰的高温下与金属表面的氧化膜发生化学反应将其消除并且在熔

3、池表面形成熔渣，保护熔池金属不被氧化，提高熔池金属的流动性，改善焊缝成型。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预热到一定温度，喷出高速切割氧气流，使得金属剧烈氧化并放出热量，切割氧气流把熔化状态的氧化物吹除，从而实现切割的方法。简单的说，气割过程就是：预热－燃烧－吹除的过程，并非是金属的熔化过程。a．适合气割的金属所必须具备的性质：l金属氧化物的生成温度必须低于金属的熔化温度；这是因为气割并不是把金属熔化后吹除，而是利用金属氧化产生的热量不断地使金属持续氧化，生成大量没有强度的金属

4、氧化物，然后用切割氧气流把这些没有强度的金属氧化物吹除。l金属能同氧发生剧烈的氧化反应，并放出足够的热量；气割时，割缝处的温度完全是依靠金属氧化放出的热量来保持的。l被切割金属的导热性不应太高。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。l金属化合物的熔点一定要低于金属熔点。否则金属的切割将成为熔割过程。其实这种假说并完全正确。l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。满足上述性质的金属只有碳钢和低合金钢。l首先，铁在970℃以上就会被氧化，是纯

5、粹的氧化反应，没有电流产生，不是电化学反应。而铁的熔点是1583℃；满足第一个条件；l其次，铁的氧化过程是放热反应，放出的热量很多，满足第二个条件；比如：2Fe+O2=2FeO+533(kJ)/mol氧化亚铁又称一氧化铁，黑色粉末，熔点为1369±1℃，相对密度为5.7，溶于酸，不溶于水和碱溶液。极不稳定，易被氧化成三氧化二铁；在空气中加热会迅速被氧化成四氧化三铁。2Fe+1.5O2=Fe2O3+825KJ/mol三氧化二铁是棕红(红)色或黑色粉末，俗称铁红，熔点为1565℃，相对密度为5.24。在自然

6、界以赤铁矿形式存在。也可以在铁的电化学反应中生成，呈黄褐色粉末状物质。三氧化二铁不溶于水，也不与水起作用。3Fe+2O2=Fe3O4+1120KJ/mol四氧化三铁为黑色晶体，熔点为1594±5℃，相对密度为5.18，具有很好的磁性，故又称为“磁性氧化铁”。它是天然产磁铁矿的主要成分，潮湿状态下在空气中容易氧化成三氧化二铁。不溶于水，溶于酸。l实际切割过程中铁与氧的氧化反应如下：Fe在970℃以上能和O2反应，按照逐级转化的方式，先氧化成FeO,再生成黑色的Fe3O4,当O2的分解压较高时还会进一步生成

7、红棕色的Fe2O3。2Fe+O2=2FeO+533(kJ)　　　　　　　　021气焊与气割原理12-12　　6FeO+O2=2Fe3O4+644(kJ)　　　　　　　　　4Fe3O4+O2=6Fe2O3+448(kJ)　　l铁的导热性与其他有色金属相比是很差的，但是强于不锈钢和钛合金，保持热量的能力满足气割需要；满足第三个条件；l虽然铁的氧化物当中只有氧化亚铁的熔点低于铁的熔点，三氧化二铁，四氧化三铁的熔点都高于铁的熔点。但相差不多。对于低碳钢，表面被预热氧加热时产生的氧化物主要是氧化亚铁，然后被加热氧

8、化成四氧化三铁。满足第四个条件。不过，对于铸铁，其熔点大约在1143℃左右，大大低于任何一种氧化铁的熔化温度，所以铸铁不能用气割切割。l铁的氧化物流动性很好，基本上没有强度，很容易被气流吹除。满足第五个条件。3．气焊与气割的优缺点：a．气焊的优缺点：设备简单，使用灵活；可以焊接铸铁，铝合金；不需要电力；效率低，焊接质量差，焊接件变形大，难以实现机械化操作；a．气割的优缺点：设备简单，使用灵活，不需要电力；一般只能切割碳钢，切口处渗碳形成硬化