气割实训教案分析Word格式文档下载.docx
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金属在氧气中燃烧应为放热反应,以低碳钢为例.一克生铁生成FeO或Fe3O4所放出的热量1150卡到1580卡,而一克铁熔化只需要热量160卡,所以在金属燃烧时放出的高热量,就能维持切割过程的进行。
金属的导热率要低,否则热量散放太快。
切割区的预热不能达到燃点温度,而且会形成割缝过大。
例如铜和铝等金属具有较高的导热性,不能采用普通的气割方法。
金属中阻碍气割过程和提高钢的淬硬性杂质要少。
如C、Cr、Si、Mo、W等元素不能超过规定,高碳钢就因为含碳量过高,而难于气割。
安全文明生产要求
1、工作时应戴有色眼镜,穿好防护服。
割炬点火应使用发火枪。
2、切割工具应保持整洁,不得沾油.各部位开关保持良好状态,不得漏气。
在狭小舱室内工作时,工作完毕应将割炬与皮管取出,不得留在舱内,需要挂在通风处。
3、在水泥地上操作时,要防止水泥飞溅伤人,必须在割件下面垫上铁板。
4、氧气瓶在安装氧气表时,应先开启气门,将出气口吹干净。
待氧气表安装好后,再重新慢慢开启,不要一下开足.以免损坏压力表和防止氧气表松脱而发生事故。
5、氧气瓶不准用滚动办法搬运。
在夏无氧气瓶应用凉篷遮盖,在冬天结冰时不准用火烘。
其安放位管要离开工作地点至少5米。
6、高压氧气遇油脂会爆蚱,因此氧气瓶不准沾有油污。
7、开启氧气瓶与乙炔瓶开关时严禁敲击。
8、瓶内氧气不能用完,至少要留0.05兆帕。
9、乙抉瓶在工作时应直立放置,不准卧放。
瓶内乙块不准用完,至少要留0.1兆帕。
相关专业知识
一、气割工具及其主要设备
1、割炬(又称割刀)
是气割主要工具,割炬是将可燃气体与氧气,以一定的方式和比例混合后,形成预热焰,并在预热焰的中心喷射切割氧进行气割。
按割炬的构造与工作原理可分为射吸式与等压式两种。
(1)射吸式割炬具有较大的通用性,对各种压力的乙炔都能适用,所以在船厂中得到广泛的应用。
割炬分大、中、小三种型号。
其技术规格见表1,船体制造中一般采用小号。
表1射吸式割炬主要技术参数
国产射吸式割炬的外形与构造见图1—2。
(2)等压式割炬的氧气和乙炔分别由单独的通道进入割嘴,在割嘴接头与割嘴同的空隙内混合,然后由割嘴喷出。
由于割炬使用的乙炔压力较高,所以又称中压式割炬,见图1—3。
这种割炬可以产生稳定的混合气成分,切割时火焰燃烧稳定,不易回火。
缺点是不能使用低压乙炔。
因割炬没有射吸作用,如果乙炔压力过低,则乙炔与预热氧就不能按一定比例混合,火焰燃烧就不能稳定。
割嘴则采用整体梅花形。
割嘴截面形状有环形和梅花形两种,梅花形割嘴适用于厚板,形成的割缝较大。
图1—2射吸式割炬
图1—3等压式割炬
2、氧气瓶
氧气瓶由无缝钢管制成,是一个圆柱体形的容器,外径为219mm,见图1—4。
瓶体为天蓝色,宇样为黑色,作为氧气的标志。
氧气瓶的工作压力为15兆帕。
氧气瓶阀是控制氧气瓶内氧气进出的阀门。
在阀体内的一侧装有安全膜,是一种安全装置。
当氧气瓶受到撞击、高温等特殊原因.而使瓶内气体压力超过18兆帕时,安全膜即自行爆破。
图1—4氧气瓶
3、乙炔瓶
乙炔瓶是储存和运输乙炔用的容器。
圆柱形筒体,其外表面漆白色.并用红漆标出乙炔宇样。
瓶内装有浸满着丙酮的多孔性填料(活性炭、木屑、浮石以及硅藻土等),见图1—5,能使乙炔稳定而安全的储存。
乙炔瓶的工作压力为1.5兆帕。
图1—5乙炔瓶
4、减压器
减压器是将高压气体降为低压气体的调节装置。
用于氧气减压的俗称氧气表。
用于乙炔减压的俗称乙炔表。
在船厂中广泛采用的是单级反压式减压器。
同时减压器还有稳压作用,使气体工作压力不会随瓶内的压力减小而降低。
对于氧气、乙炔消耗量较大的工厂,都设有氧气站、乙炔站,用管道输送,氧气输送压力为0.5-1.5兆帕,乙炔压力为0.05兆帕以下。
二、割炬的拆装、适用及保养
割炬是接在氧气与乙炔皮管上的,由皮管输送气体进行正常工作的。
割炬上面接头是通氧气皮管的,是顺时针方向旋紧,皮管颜色通常为红色。
下面接头是通乙炔皮管的,是逆时针方向旋紧,皮管颜色通常为黑色。
割炬皮管接好后,在点火之前应检查是否旋紧、漏气,检查主要用嗅觉来进行,乙炔是有异味的。
在全部检查后方可进行动火。
割炬动火先开乙炔开关,然后调节预热氧开关,预热时不开切割氧开关,预热以后进行切割时才开动切割氧开关。
割炬不能乱扔乱丢,不能作为榔头进行敲击。
切割氧喷孔要用通针经常疏通。
任务实施
一、操作步骤
1、先用石笔在割件上划出需割的形状(直线、圆、曲线).在线上打洋冲眼作标记。
2、将割件放在搁架上,要平稳。
3、割炬点火,调节火焰。
4、钢板预热。
5、开始切割。
6、切割结束后关闭割炬三个阀门。
7、清除反面氧化物。
8、检查割缝质量。
9、对切割场地与工件设备进行整理与打扫。
二、操作要领
1、划线打洋冲
洋冲眼应敲在直线中心.不要发生偏差。
这将直接影响气割质量。
2、割炬点火,调节火焰
气割时火焰大小与割件厚度有关。
割件越厚。
要求选择的火焰也越大;
反之,割件越薄.选择火焰可小一些。
3、钢板预热
预热是把金属割件加热,并始终保持在氧气中燃烧的温度。
同时使钢材表面上的氧化皮剥离和熔化,便于切割氧射流与铁化合。
预热均采用中性焰,或轻微氧化焰。
碳化焰中有剩余的碳,会使割件的割缝边缘增加含碳量,故不能用。
预热焰性质见表2.
表2预热焰性质
预热焰能率与割件厚度有关。
割件越厚,火焰能力应越大,但火焰能力过大时,将使割缝上缘产生珠状钢粒,甚至熔化成圆角,同时割件背面粘附的熔渣也将增多,从而影响气割质量。
4、开始操作,气割的速度
气割速度与割件厚度和使用的割嘴有关。
割件越厚,气割速度越慢,反之割件越薄,则气割速度应越快。
气割速度太慢,会使割缝边缘熔化,气割速度过快。
则会产生很大的后拖量或割不穿。
气割速度的正确与否,主要根据割缝后拖量来判断。
所谓后拖量就是在氧切割过程中,割件的下层金属比上层
金属燃烧迟缓的距离。
在切割较厚钢板时,后拖量现象是不可避免的,因此气割速度应使割缝产生的后拖量较小为原则,以保证气割的质量。
5.在气割过程中割嘴与割件表面的距离
割嘴与割件表面的距离,应根据预热焰的长度及割件的厚度而定。
一般火焰焰心离开剖件表面3-5mm时,其加热条件最好,割缝落碳的可能性也最小。
如果焰心触及割件表面,不但会引起割缝上缘熔化,而且可能使割缝渗碳。
6.割嘴与割件同的倾斜角
割嘴倾斜角的大小,主要根据割件厚度而定。
如果倾斜角选择不当,不但不能提高气割速度,反而会影响气割质量,同时增加氧气消耗量。
当气割6—300mm钢板时,割嘴应垂直于割件。
气割小于6mm钢板时,割嘴可后倾15°
-30°
。
气割大于30mm钢板时,开始应将割嘴向前倾斜10°
-20°
,待割穿后割嘴应垂直于割件。
7、初学者要注意气割蹲的姿势
初学气割者蹲要蹲稳,应是脚面全部着地,不能脚尖着地。
两脚稍分开,两膝与肩同宽。
呼吸要均匀,不能作深呼吸,也不能憋气。
重点提示
气割顺序
正确的气割顺序应尽量减少气割后割件的变形,维护操作人员的安全,操作顺手等原则来考虑。
1、在同一割件上既有直线又有曲线时,则先割直线后割曲线。
2、在同一割件上有边缘切割线也有内部切割线时,则先割边缘后割中间。
3、在割线围成的同一图形中既有太块,又有小块与孔,则先割小块,后割太块,最后割孔。
4、同一割件上有垂直形割缝时,应先割底边,后割垂直边。
5、同一割件上有直线,且直线上又需开槽时则先割直线,后割槽。
6、割圆弧时,先定好圆心,割时应保持圆心不动。
7、割件断开的位置最后切割,此时操作者要特别小心,注意安全。
任务评价
光洁度:
气割断面要求光洁,反面氧化物要少。
垂直度:
割件切割后断面要求垂直,不能产生倾斜,这要求切割者拿的割刀的切割氧风线与割件要垂直。
直线度:
气割后的割件要求一定的直线度,不能产生锯齿形状,割圆或曲线要求圆弧光顺,不能产生棱角
任务拓展
手工气割故障产生的原因与排除方式
在手工气割过程中,经常出现一些故障,致使气割工作不能正常进行。
所以熟知这些故障发生的原因和掌握排除的方法,对提高气割质量是有益的。
1、火焰故障
(1)割炬点不燃
产生原因:
气割设备漏气或堵塞使割炬中无燃烧气体,或由于压力表失灵,使氧气压力过大。
排除方法:
修理漏气和堵塞的地方;
或更换压力表,然后重新点火。
(2)燃烧不良
产生原因:
软管或预热火焰割嘴堵塞,造成气体不足。
疏通堵塞处,保证气路畅通。
(3)混合气体引燃时突然熄灭
氧气压力低,或减压器冻结或割嘴严重损坏。
排除方法.丑_提高氧气压力.b用温水解冻.c.更换割嘴或用通针清理嘴孔。
(4)回火或割嘴烧坏
回火就是预热焰燃烧到混合气管或皮管内叫回火。
回火的危害性:
a预热焰将割炬烧坏。
b将皮管烧坏发生火灾。
c.引起气包爆炸。
a.割嘴与割件的距离过近。
b割嘴被铁屑与氧化物堵塞。
c.割嘴孔径内有垃圾。
a.气割过程中如果发生回火时,应立即关闭切割氧调节阀。
同时关闭预热焰调节阀,然后再关乙炔调节阀。
这三步应在短时问内基本同步完成。
也可将离回业较远距离的皮带折起来,断绝乙炔的输入。
b.在未发生故障前应保持割嘴与割件的距离。
c.如割嘴受垃圾或金属屑堵塞。
可用通针疏通割嘴的喷孔。
d.如发现“炮声”,即割嘴未旋紧,应停止工作将割嘴旋紧。
2.工具故障
气流分散,不集中。
高压氧通孔被堵或气流喷射速度过慢。
a.清理割嘴通孔使其畅通。
b提高氧气供给的压力。
思考与练习
1.气割应注意哪些安全事项?
2.气割操作步骤是怎样的?
3.在选择割炬时应考虑哪些问题?
4.气割的原理是什么,哪些金属可以进行气割?
任务二 割炬点火训练
1.了解常用割炬的型号、规格、
2.掌握割炬的合理使用及保养方法
3.了解减压器的构造与原理
1.掌握割炬使用前检查方法
2.正确掌握割炬点火方法
3.掌握火焰调节方法
4.掌握高压切割氧打开及关闭要领
熟练掌握割炬点火项目,能够迅速的对割炬的各个旋钮做出反应,是保证气割安全的基础,同时也是保证气割割件质量的基础,因此我们在开始气割前需要对割炬的点火进行专题项目的训练。
我们针对造船中较多使用到的射吸式割炬来进行分析。
将割炬点火训练分为四个部分,分别为割炬可用性检查,割炬点火训练,调节火焰训练,打开高压切割氧训练。
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。
根据切割过程我们来完成此次训练。
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,氧射流并把燃烧生成的熔渣(氧化物)吹走而形成割缝。
割炬是气割工件的主要工具。
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两种,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。
普通割炬的型号及主要技术数据详见下表。
割炬型号
G01-30
G01-100
G01-300
GD1-100
结构型式
射吸式
等压式
割嘴号码
1
2
3
4
割嘴孔径(mm)
0.6
0.8
1.3
1.6
1.8
2.2
2.6
1.2
切割厚度范围(mm)
2~10
10~20
20~30
10~25
25~30
50~100
100~150
150~200
200~250
250~300
5~10
25~40
氧气压力(MPa)
0.20
0.25
0.30
0.35
0.50
0.65
0.80
1.00
乙炔压力(MPa)
0.001~0.10
0.025~0.10
0.030~0.10
0.040~0.10
氧气消耗量(m3/h)
1.4
2.2~2.7
3.5~4.2
5.5~7.3
9.0~10.8
11~14
14.5~18
19~26
乙炔消耗量(L/h)
210
240
310
350~400
400~500
500~610
680~780
800~1100
1150~1200
1250~1600
割嘴形状
环形
梅花形和环形
梅花形
(一)G01—30型割炬
G01—30型割炬是常用的一种射吸式割炬,能切割2~30mm厚的低碳钢板。
割炬备有三个割嘴,可根据不同板厚进行选用。
1.G01—30型割炬的构造
G01—30型割炬的构造详见图2-2。
割炬主要由主体、乙炔调节阀、预热氧调节阀、切割氧调节阀、喷嘴、射吸管、混合气管、切割氧气管、割嘴、手柄以及乙炔管接头和氧气管接头等部分组成。
G01—30型割炬的构造可分为两部分:
一是预热部分,其构造与射吸式焊炬相同;
二是切割部分,由切割氧气调节阀、切割氧气管以及割嘴等组成。
图2-2G01—30型射吸式割炬构造
1—割嘴2—切割氧气管3—切割氧调节阀4—氧气管接头5—乙炔管接头6—乙炔调节阀7—手柄8—预热氧调节阀9—主体10—氧气阀针11—喷嘴12—射吸管螺母13—射吸管14—混合气管15—乙炔阀针
2.割嘴的工作原理
G01—30型割炬使用的割嘴为环形割嘴,其结构详见图2-3(b)。
割嘴的构造与焊嘴(图2-3(a))不同。
焊嘴上混合气喷孔为一小圆孔,因此气焊火焰呈圆锥形。
而割嘴上的混合气喷孔呈环形(组合式割嘴)或梅花形(整体式割嘴),如图2-3。
因此,形成的气割火焰呈环状分布。
图2-3割嘴与焊嘴的截面结构比较
(a)焊嘴(b)环形割嘴(c)梅花形割嘴
割嘴的工作原理是:
气割时,先稍微开启预热氧调节阀,再打开乙炔调节阀并立即点火。
然后增大预热氧流量,氧气与乙炔混合后从割嘴混合气孔喷出,形成环形预热火焰,对工件进行预热。
待起割处被预热至燃点时,立即开启切割氧调节阀,使金属在氧气流中燃烧,并且氧气流将割缝处的熔渣吹掉,不断移动焊炬,在工件上形成割缝。
G01—100型和G01—300型割炬的构造和工作原理与G01—300型割炬相同。
区别仅在于割炬的尺寸和割嘴的大小不同。
G01—100型和G01—300型割炬可分别切割10~100mm和100~300mm厚的工件。
(二)GD1—100型割炬
GDl—100型割炬是等压式割炬,能切割5~40mm厚的低碳钢工件。
割炬备有三个割嘴,可根据不同的板厚进行选用。
GD1—100型等压式割炬的构造和射吸式割炬不同,其特点是乙炔与预热氧的混合是在割嘴接头与割嘴间的空隙内完成的。
割嘴采用整体式梅花形割嘴,这种割嘴切割时,火焰燃烧稳定,不易回火,割炬重量较小(0.6kg),使用较为灵便。
GD1—100型割炬的构造详见图2-4。
主要由主体、乙炔调节阀与预热氧调节阀、切割氧调节阀、割嘴接头、割嘴及乙炔气管、预热氧气管和切割氧气管等组成。
图2-4GD1—100型割炬的构造
1—割嘴2—割嘴接头3—切割氧气管4—乙炔气管5—切割氧调节阀6—主体7—氧气管接头8—乙炔管接头9—预热氧调节阀10—预热氧气管
橡皮管及气焊辅助工具
一、橡皮管和橡皮管接头
橡皮管可分为氧气皮管和乙炔皮管。
GB2550—92规定,氧气橡胶管为蓝色(原标准规定为红色),工作压力2MPa,爆破压力6MPa;
GB2551—92规定,乙炔橡胶管为红色(原标准规定为黑色),工作压力0.3MPa,爆破压力0.9MPa;
常用的内径为8mm或10mm。
两种管子因耐压不同、不能红代蓝使用。
气焊、气割用的橡皮管要求柔软、重量轻、便于操作,必须能够承受足够的气体压力。
新的橡皮管在首次使用时,要先把橡皮管内的滑石粉吹干净,以防焊炬内部的通道被堵塞。
在使用橡皮管时,应注意不得使其沾染油脂,并要防止火烫和折伤。
已经老化的橡皮管应停止使用,及时换用新管。
橡皮管的长度一般不应小于5m。
若操作地点离气源较远时,可根据实际情况将两副橡皮管用管接头连接起来使用,但必须用卡箍或细铁丝绑扎牢固。
橡皮管接头是橡皮管与减压器、焊炬、乙炔发生器和乙炔供给点等的连接接头。
连接接头的形式有三种,详见图2—32。
橡皮管接头的连接嘴上车有数条凹槽,主要是为了保证接头处的气密性,并保证橡皮管用卡子或铁丝绑扎在连接嘴上而不脱落。
接头的螺母用于将接头旋拧到减压器或焊炬上。
为了区别氧气皮管的接头和乙炔皮管的接头,在乙炔皮管接头的螺母上刻有1~2条槽。
橡皮管接头的螺母的螺纹尺寸一般为M16×
1.5。
二、气焊辅助工具
气焊作业中使用的辅助工具有清理焊缝用的工具如钢丝刷、凿子、手锤、锉刀等;
连接和启闭气体通路的工具如钢丝钳、活扳手、卡子及铁丝等;
清理焊嘴和割嘴用的工具如通针等。
气焊工所用的上述工具必须专用和放在专门的工具箱内,不得沾有油污。
每个焊工都应备有粗细不等的三棱式钢质通针一组,以便在工作中清除堵塞在焊嘴或割嘴内的脏物。
图2-5橡皮管接头形式
(a)连接氧气皮管用的接头(b)连接乙炔皮管用的接头
(c)连接两根橡皮管用的接头
1、割炬可用性检查
2、割炬点火
3、火焰调节
4、打开高压切割氧
1、割炬可用性检查,符合安全规范
(1)检查割炬三个开关是否有效。
(2)检查割炬与胶管接头是否漏气。
2、打开乙炔开关,用打火枪进行点火。
割炬点火以后火焰是红褐色并有微量黑烟。
3、调节低压氧开关,选择中性焰。
末端呈圆形,有明亮的外壳.焰心轮廓呈明显的锥形。
4、打开高压氧开关。
高压氧在预热焰中心形成窄而整齐的气流。
训练是要注意的事项
1、选择合适的割嘴应根据切割工件的厚度,选择合适的割嘴。
装配割嘴时,必须使内嘴和外嘴保持同心,以保证切割氧射流位于预热火焰的中心,安装割嘴时注意拧紧割嘴螺母。
2、检查射吸情况射吸式割炬经射吸情况检查正常后,方可把乙炔皮管接上,以不漏气并容易插上、拔下为准。
使用等压式割炬时,应保证乙炔有一定的工作压力。
3、火焰熄灭的处理点火后,当拧预热氧调节阀调整火焰时,若火焰立即熄灭,其原因是各气体通道内存有脏物或射吸管喇叭口接触不严,以及割嘴外套与内嘴配合不当。
此时,应将射吸管螺母拧紧;
无效时,应拆下射吸管,清除各气体通道内的脏物及调整割嘴外套与内套间隙,并拧紧。
4、割嘴芯漏气的处理预热火焰调整正常后,割嘴头发出有节奏的“叭、叭”声,但火焰并不熄灭,若将切割氧开大时,火焰就立即熄灭,其原因是割嘴芯处漏气。
此时,应拆下割嘴外套,轻轻拧紧嘴芯,如果仍然无效,可再拆下外套,并用石棉绳垫上。
5、割嘴头和割炬配合不严的处理点火后火焰虽正常,但打开切割氧调节阀时,火焰就立即熄灭。
其原因是割嘴头和割炬配合面不严。
此时应将割嘴拧紧,无效时应拆下割嘴,用细砂纸轻轻研磨割嘴头配合面,直到配合严密。
6、回火的处理当发生回火时,应立即关闭切割氧调节阀,然后关闭乙炔调节阀及预热氧调节阀。
在正常工作停止时,应先关切割氧调节阀,再关乙炔和预热氧调节阀。
7、保持割嘴通道清洁割嘴通道应经常保持清洁光滑,孔道内的污物应随时用通针清除干净。
8、清理工件表面工件表面的厚锈、油水污物要清理掉。
在水泥地面上切割时应垫高工件,以防锈皮和熔渣在水泥地面上爆溅伤人。
1、规范操作,能够按照气割操作规程进行学习训练。
2、熟练操作割炬各个旋钮开关,能够准确操作。
3、能够明确分辨各种预热火焰与切割火焰。
4、对训练中遇到的简单问题有分析与处理能力。
减压器
一、减压器的作用和分类
由于气瓶内压力较高,而气焊和气割所需的压力却较小,所以需要用减压