焊接方法与设备第6章 气焊与气割.ppt

第六章 气焊与气割,第一节 气体火焰第二节 气焊 第三节 气割【焊接实例】【练习与思考】,1,第六章 气焊与气割,气焊与气割是利用可燃气体与助燃气体混合燃烧产生的气体火焰的热量作为热源，进行金属材料的焊接或切割的加工工艺方法。气焊的应用范围越来越小，但在铜、铝等有色金属及铸铁的焊接领域仍有其独特优势。气割和焊接几乎是同时诞生的“孪生兄弟”，构成金属材料的一“裁”一“缝”，气割和焊接一样也是应用量最大、覆盖面广的重要加工工艺方法。,2,第一节 气体火焰,气焊与气割的热源是气体火焰。产生气体火焰的气体：可燃气体和助燃气体。可燃气体有：乙炔、液化石油气等，助燃气体是氧气。气焊常用的是氧气与乙炔燃烧产生的气体火焰-氧乙炔焰；气割的预热火焰除氧乙炔焰外，还有氧气与液化石油气燃烧产生的气体火焰-氧液化石油气火焰等。,3,一、产生气体火焰的气体1.氧气在常温、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。气焊与气割对氧气的要求是纯度越高越好。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。对于质量要求较高的气焊应采用一级纯度的氧。气割时，氧气纯度不应低于98.5%。,4,小提示工业中常用的高压氧气，如果与油脂等易燃物质相接触时，就会发生剧烈的氧化反应而使易燃物自行燃烧，甚至发生爆炸。在操作中，切不可使氧气瓶瓶阀、氧气减压器、焊炬、割炬、氧气皮管等沾染上油脂。,5,2.乙炔乙炔是由电石（碳化钙）和水相互作用分解而得到的一种无色而带有特殊臭味的碳氢化合物，其分子式为C2H2。乙炔与空气混合燃烧时所产生的火焰温度为2350C，而与氧气混合燃烧时所产生的火焰温度为3000C3300C，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，在一定压力和温度下很容易发生爆炸。乙炔爆炸时会产生高热，特别是产生高压气浪，其破坏力很强，困此使用乙炔时必须要注意安全。,6,小提示乙炔与铜或银长期接触后生成的乙炔铜（Cu2C2）或乙炔银（Ag2C2）是一种爆炸性的化合物，它们受到剧烈震动或者加热到110C 120C就会引起爆炸。凡是与乙炔接触的器具设备禁止用银或含铜量超过70%的铜合金制造。乙炔和氯、次氯酸盐等反应会发生燃烧和爆炸，所以乙炔燃烧时，绝对禁止用四氯化碳来灭火。,7,3.液化石油气液化石油气的主要成分是丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）、丙烯（C3H6）等碳氢化合物，在常压下以气态存在，在0.8MPa1.5MPa压力下，就可变成液态，便于装入瓶中储存和运输，液化石油气由此而得名。液化石油气与乙炔一样，与空气或氧气形成的混合气体具有爆炸性，但比乙炔安全得多。液化石油气的火焰温度比乙炔的火焰温度低，其在氧气中的燃烧温度为2800C2850C；液化石油气在氧气中的燃烧速度低，约为乙炔的三分之一，其完全燃烧所需氧气量比乙炔所需氧气量大。因此，用于气割时，金属预热时间稍长，但其切割质量容易保证，割口光洁，不渗碳，质量比较好。,8,小提示可燃气体除了乙炔、液化石油气外，还有丙烯、天然气、焦炉煤气、氢气.丙炔、丙烷与丙烯的混合气体,乙炔与丙烯的混合气体,乙炔与丙烷的混合气体,乙炔与乙烯的混合气体.丙烷、丙烯、液化石油气为原料，再辅以一定比例的添加剂的气体,经雾化后汽油。这些气体主要用于气割，但综合效果均不及液化石油气。,9,二、气体火焰的种类与性质1.氧乙炔焰根据混合比的大小不同，可得到性质不同的三种火焰：中性焰、碳化焰和氧化焰.1焰芯 3内焰 3外焰,10,2.氧液化石油气火焰焰心分解产物较少,内焰不像乙炔那样明亮,而有点发蓝,外焰则显得比氧乙炔焰清晰而且较长。液化石油气的着火点较高,使得点火较乙炔困难,必须用明火才能点燃。目前氧液化石油气火焰主要用于气割，并部分的取代了氧乙炔焰。,11,第二节 气 焊,气焊是利用气体火焰作热源的一种熔焊方法。常用氧气和乙炔混合燃烧的火焰进行焊接，故又称为氧乙炔焊。,1混合气管2焊件3焊缝 4焊丝5 气焊火焰6焊嘴,12,一、气焊原理、特点及应用1.气焊原理气焊是利用可燃气体和氧气通过焊炬按一定的比例混合，获得所要求的火焰能率和性质的火焰作为热源，熔化被焊金属和填充金属，使其形成牢固的焊接接头。2.气焊的特点及应用气焊的优点是：设备简单，操作方便，成本低，适应性强，在无电力供应的地方可方便焊接；可以焊接薄板、小直径薄壁管；焊接铸铁、有色金属、低熔点金属及硬质合金时质量较好。气焊的缺点是：火焰温度低，加热分散，热影响区宽，焊件变形大和过热严重，接头质量不如焊条电孤焊容易保证；生产率低，不易焊较厚的金属；难以实现自动化。气焊主要用于焊接薄板、小直径薄壁管、铸铁、有色金属、低熔点金属及硬质合金等。此外气焊火焰还可用于钎焊、喷焊和火焰矫正等。,13,二、气焊焊接材料1气焊丝气焊丝在气焊中起填充金属作用，与熔化的母材一起形成焊缝。常用的气焊丝有碳素结构钢焊丝、合金结构钢焊丝、不锈钢焊丝、铜及铜合金焊丝、铝及铝合金焊丝和铸铁气焊丝等。,14,2.气焊熔剂气焊熔剂是气焊时的助熔剂，其作用是与熔池内的金属氧化物或非金属夹杂物相互作用生成熔渣，覆盖在熔池表面，使熔池与空气隔离，能有效防止熔池金属的继续氧化，改善了焊缝的质量。焊接有色金属（如铜及铜合金、铝及铝合金）、铸铁及不锈钢等材料时，通常必须采用气焊熔剂。气焊熔剂可以在焊前直接撒在焊件坡口上或者蘸在气焊丝上加入熔池。,15,气焊熔剂牌号:气焊熔剂牌号用CJ加三位数表示，其编制方法为：CJXXX。CJ 表示气焊熔剂；第一位数表示气焊熔剂的用途类型：“1”表示不锈钢及耐热钢用熔剂；“2”表示铸铁气焊用熔剂；“3”表示铜及铜合金气焊用熔剂；“4”表示铝及铝合金气焊用熔剂；第二、三位数 表示同一类型气焊熔剂的不同牌号。,16,三、气焊设备及工具气焊设备及工具主要有：氧气瓶、乙炔瓶、液化石油气瓶、减压器、焊炬等。1氧气胶管 2焊炬 3乙炔胶管 4一乙炔瓶 5一乙炔减压器 6氧气减压器 7氧气瓶,17,1氧气瓶氧气瓶外表涂天蓝色，瓶体上用黑漆标注“氧气”字样。常用气瓶的容积为40L，在15MPa压力下，可贮存6m3 的氧气。,18,2.乙炔瓶 乙炔瓶外表涂白色，并用红漆标注“乙炔”字样。瓶口装有乙炔瓶阀，但阀体旁侧没有侧接头，因此必须使用带有夹环的乙炔减压器。乙炔瓶的工作压力为1.5MPa，在瓶体内装有浸满着丙酮的多孔性填料，能使乙炔安全地贮存在乙炔瓶内。,19,3.液化石油气瓶液化石油气瓶外表面涂银灰色漆并用红漆写有“液化石油气”字样。按用量及使用方式，气瓶容量有15kg、20kg、30kg、50kg等多种规格。工业上常采用30kg，如企业用量大，还可以制成容量为1t、2t 或更大的贮气罐。气瓶最大工作压力1.6MPa，水压试验的压力为3MPa。,20,4.减压器减压器又称压力调节器，它是将气瓶内的高压气体降为工作时的低压气体的调节装置。（1）减压器的作用及分类减压器的作用是将气瓶内的高压气体（如氧气瓶内的氧气压力最高达15 MPa，乙炔瓶内的乙炔压力最高达1.5 MPa）降为工作时所需的压力（氧气的工作压力一般为0.1MPa 0.4 MPa，乙炔的工作压力最高不超过0.15 MPa），并保持工作时压力稳定。减压器按用途不同可分为氧气减压器、乙炔减压器、液化石油气减压器等；按构造不同可分为单级式和双级式两类；按工作原理不同可分为正作用式和反作用式两类。目前常用的是单级反作用式减压器。,21,（2）氧气减压器单级反作用式氧气减压器的构造及工作原理。,22,a）非工作状态 b）工作状态 1-高压表 2-高压室 3-低压室 4-调压弹簧 5-调压手柄 6-薄膜 7-通道 8-活门 9-活门弹簧 10-低压表,23,当减压器在非工作状态时，调压手柄向外旋出，调压弹簧处于松弛状态，使活门被活门弹簧压下，关闭通道，由气瓶流入高压室的高压气体不能从高压室流入低压室。当减压器工作时，调压手柄向内旋入，调压弹簧受压缩而产生向上的压力，并通过弹性薄膜将活门顶开，高压气体从高压室流入低压室。气体从高压室流入低压室时，由于体积膨胀而使压力降低，起到了减压作用。气体流入低压室后，对弹性薄膜产生了向下的压力，并传递到活门，影响活门的开启。当低压室的气体输出量降低而压力升高时，活门的开启度缩小，减小了流入低压室的气体，使低压室内气体压力不会增高。同样，当低压室的气体输出量增加而压力降低时，活门的开启度增大，流入低压室的气体增多，使低压室内气体压力增高。这种自动调节作用，使低压室内气体的压力稳定地保持着工作压力，这就是减压器的稳压作用。,24,（3）乙炔减压器乙炔瓶用减压器的构造、工作原理和使用方法与氧气减压器基本相同，所不同的是乙炔减压器与乙炔瓶的连接是用特殊的夹环并借用紧固螺钉加以固定。,25,（4）液化石油气用减压器液化石油气用的减压器的作用也是将气瓶内的压力降至工作压力和稳定输出压力，保证供气量均匀。一般民用的减压器稍加改制即可用于切割一般厚度的钢板。另外，液化石油气减压器也可以直接使用丙烷减压器。如果用乙炔瓶灌装液化石油气，则可使用乙炔减压器。（5）减压器常见故障及排除减压器常见故障及其排除方法见表6-7。,26,5.焊炬（1）焊炬的作用及分类焊炬是气焊时用于控制气体混合比、流量及火焰并进行焊接的工具。焊炬的作用是将可燃气体和氧气按一定比例混合，并以一定的速度喷出燃烧而生成具有一定能量、成分和形状稳定的火焰。焊炬按可燃气体与氧气混合的方式不同，可分为射吸式焊炬（也称低压焊炬）和等压式焊炬两类，现在常用的是射吸式焊炬，等压式焊炬可燃气体的压力和氧气的压力是相等，不能用于低压乙炔，所以目前很少使用。（2）射吸式焊炬的构造及原理焊炬工作时，打开氧气阀，氧气即从喷嘴口快速射出，并在喷嘴外围造成负压（吸力）；再打开乙炔调节阀，乙炔气聚集在喷嘴的外围。由于氧射流负压的作用，聚集在喷嘴外围的乙炔气很快被氧气吸出，并按一定的比例与氧气混合，经过射吸管、混合气管从焊喷嘴出。,27,1乙炔阀 2乙炔导管 3氧气导管 4氧气阀 5喷嘴 6射吸管 7混合气管 8焊嘴,焊炬型号的表示方法：焊炬型号是由汉语拼音字母H、表示结构形式和操作方式的序号及规格组成。H016表示手工操作的可焊接最大厚度为6mm 的射吸式焊炬。,28,使用小提示：对于新使用的射吸式焊炬，必须检查其射吸情况。即接上氧气胶管，拧开氧气阀和乙炔阀，将手指轻轻按在乙炔进气管接头上，若感到有一股吸力，则表明射吸能力正常，若没有吸力，甚至氧气从乙炔接头上倒流，则表明射吸能力不正常，则不能使用。,29,6输气胶管氧气管为黑色，乙炔管为红色。通常氧气管内径为8mm，乙炔管内径为10mm，氧气管与乙炔管强度不同,氧气管允许工作压力为 1.5MPa，乙块管为0.5MPa。胶管长度不能短于 5m，一般在 1015m为宜。焊炬用橡皮管禁止油污及漏气,并严禁互换使用。7其他辅助工具（1）护目镜气焊用护目镜，一般宜用37号的黄绿色镜片。（2）点火枪手枪式点火枪点火最为安全方便。火柴点火时，火柴应从焊嘴的后面送到焊嘴或割嘴上，以免手被烧伤。此外还有清理工具，如钢丝刷、手锤、铿刀；连接和启闭气体通路的工具，如钢丝钳、铁丝、皮管夹头、扳手等及清理焊嘴的通针。,30,四、气焊工艺1接头形式对接接头是气焊采用的主要接头形式，角接接头、卷边接头一般只在薄板焊接时使用，搭接接头、T形接头很少采用。,31,2、焊接方向气焊时，按照焊炬和焊丝的移动的方向，可分为左向焊法和右向焊法两种。右向焊法，焊炬指向焊缝,焊接过程自左向右,焊炬在焊丝面前移动。右向焊法适合焊接厚度较大，熔点及导热性较高的焊件，但不易掌握，一般较少采用。左向焊法，焊炬是指向焊件未焊部分，焊接过程自右向左，而且焊炬是跟着焊丝走。这种方法操作简便，容易掌握，适宜于薄板的焊接，是普遍应用的方法。左向焊法缺点是焊缝易氧化，冷却较快，热量利用率低。,32,3、气焊工艺参数气焊工艺参数包括焊丝、气焊熔剂、火焰的性质及能率、焊嘴的倾斜角度、焊接方向、焊接速度等。(1)焊丝焊丝的型号、牌号选择应根据焊件材料的力学性能或化学成分选择。焊丝直径主要根据焊件的厚度来决定。在开坡口焊件的第一、二层焊缝,应选用较细的焊丝,以后各层焊缝可采用较粗焊丝。焊丝直径还和焊接方向有关,一般右向焊时所选用的焊丝要比左向焊时粗些。,33,(2)气焊熔剂一般碳素结构钢气焊时不需要气焊熔剂。而不锈钢、耐热钢、铸铁、铜及铜合金、铝及铝合金气焊时，则必须采用气焊熔剂。(3)火焰的性质及能率1)火焰的性质：中性焰适用于焊接一般低碳钢和要求焊接过程对熔化金属不渗碳的金属材料，如不锈钢、紫铜、铝及铝合金等；碳化焰只适用含碳较高的高碳钢、铸铁、硬质合金及高速钢的焊接；氧化焰很少采用，但焊接黄铜时，采用含硅焊丝，氧化焰会使熔化金属表面覆盖一层硅的氧化膜可阻止黄铜中锌的蒸发，故通常焊接黄铜时，宜采用氧化焰。,34,2)火焰能率气焊火焰能率主要是根据每小时可燃气体(乙炔)的消耗量(L/h)来确定，而气体消耗量又取决于焊嘴的大小。焊嘴号码越大，火焰的能率也越大。在生产实际中，焊件较厚，金属材料熔点较高，导热性较好(如铜、铝及合金)，焊缝又是平焊位置，则应选择较大的火焰能率；反之，如果焊接薄板或其他位置焊缝时，火焰能率要适当减小。(4)焊嘴尺寸及焊矩的倾斜角度每把焊炬备有一套口径不同的焊嘴，焊接较厚的焊件应用较大的焊嘴。,35,焊矩的倾斜角度,主要取决于焊件的厚度和母材的熔点及导热性。焊件愈厚、导热性及熔点愈高，采用的焊矩倾斜角越大，这样可使火焰的热量集中；相反，则采用较小的倾斜角。,36,焊丝与焊炬、焊件的位置 焊丝与焊件表面的倾斜角一般为 3040，焊丝与焊炬中心线的角度为 90100。,37,第三节 气 割,气割是利用气体火焰的能量将金属分离的一种加工方法，是生产中钢材分离的重要手段。一、气割原理及特点1.气割的原理和过程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实现切割的方法。,38,氧气切割过程包括下列三个阶段：（1）气割开始时,用预热火焰将起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,使金属剧烈地燃烧。（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，这样继续下去就将金属逐渐地割穿，随着割炬的移动，就切割成所需的形状和尺寸。因此，氧气切割过程是预热燃烧吹渣过程，其实质是铁在纯氧中的燃烧过程，而不是熔化过程。,39,气割过程,1-割缝 2-割嘴 3-氧气流 4-工件 5-氧化物 6-预热火焰,40,2气割的特点及应用（1）气割的优点1）切割效率高,切割钢的速度比其他机械切割方法快。2）机械方法难以切割的截面形状和厚度,采用氧乙炔焰切割比较经济。3）切割设备的投资比机械切割设备的投资低,切割设备轻便,可用于野外作业。4）切割小圆弧时,能迅速改变切割方向。切割大型工件时,不用移动工件,借助移动氧乙炔火焰,便能迅速切割。5）可进行手工和机械切割。（2）气割的缺点1）切割的尺寸公差,劣于机械方法。2）预热火焰和排出的赤热熔渣存在发生火灾以及烧坏设备和烧伤操作工的危险。3）切割时,燃气的燃烧和金属的氧化,需要采用合适的烟尘控制装置和通风装置4）切割材料受到限制，如铜、铝、不锈钢、铸铁等不能用氧乙炔焰切割。,41,（3）应用用于钢板下料、开焊接坡口和铸件浇冒口的切割，切割厚度可达300mm以上。主要用于各种碳钢和低合金钢的切割。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。,42,二、气割的条件及金属的气割性1气割的条件（1）金属在氧气中的燃烧点应低于熔点，这是氧气切割过程能正常进行的最基本条件。否则金属在燃烧之前已熔化就不能实现正常的切割过程。（2）金属气割时形成氧化物的熔点应低于金属本身的熔点。氧气切割过程产生的金属氧化物的熔点必须低于该金属本身的熔点，同时流动性要好，这样的氧化物能以液体状态从割缝处被吹除。,43,（3）金属在切割氧射流中燃烧应该是放热反应。因为放热反应的结果是上层金属燃烧产生很大的热量，对下层金属起着预热作用。如气割低碳钢时，由金属燃烧所产生的热量约占70%左右，而由预热火焰所供给的热量仅为30%。（4）金属的导热性不应太高。否则预热火焰及气割过程中氧化所析出的热量会被传导散失，使气割不能开始或中途停止。,44,2常用金属的气割性（1）低碳钢和低合金钢能很顺利地进行气割。钢的气割性能与含碳量有关，钢含碳量增加，熔点降低，燃点升高，气割性能变差。（2）铸铁不能用氧气气割在氧气中的燃点比熔点高很多，同时产生高熔点的二氧化硅(Si02)。铸铁中含碳量高，碳燃烧后产生一氧化碳和二氧化碳冲淡了切割氧射流，降低了氧化效果，使气割发生困难。（3）高铬钢和铬镍钢会产生高熔点的氧化铬和氧化镍(约1990)，遮盖了金属的割缝表面，阻碍下一层金属燃烧，也使气割发生困难。（4）铜、铝及其合金燃点比熔点高，导热性好，加之铝在切割过程中产生高熔点二氧化铝（约2050）,而铜产生的氧化物放出的热量较低，都使气割发生困难。目前，铸铁、高铬钢、铬镍钢、铜、铝及其合金均采用等离子弧切割。,45,三、气割设备及工具气割设备及工具主要有：氧气瓶、乙炔瓶、液化石油气瓶、减压器、割炬（或气割机）等。氧气瓶、乙炔瓶、液化石油气瓶、减压器与气焊用的相同。手工气割时使用的是手工割炬，机械化设备使用的是气割机。,46,手工气割设备,47,1.割炬（1）割炬的作用及分类割炬是手工气割的主要工具，割炬的作用是将可燃气体与氧气以一定的比例和方式混合后，形成具有一定能量和形状的预热火焰，并在预热火焰的中心喷射切割氧气进行气割。割炬按可燃气体与氧气混合的方式不同可分为：射吸式割炬和等压式割炬两种；按可燃气体种类不同有乙炔割炬、液化石油气割炬等。射吸式割炬应用最为普遍。,48,（2）射吸式割炬的构造及原理1）射吸式割炬的构造以射吸式焊炬为基础，它的结构可分为两部分：一部分为预热部分，其构造与射吸式焊炬相同，具有射吸作用，可以使用低压乙炔；另一部分为切割部分，它是由切割氧调节阀、切割氧气管以及割嘴等组成。,49,1一割嘴 2一切割氧管 3一切割氧调节阀 4一氧气管接头 5一乙炔管接头6乙炔氧调节阀 7手柄 8一预热氧调节阀 9主体 10-氧气阀针11一喷嘴 12-射吸管螺母 13-射吸管 14混合管 15乙炔阀针,50,割嘴与焊嘴不同：焊嘴上喷孔是小圆孔，所以气焊火焰呈圆锥形；射吸式割炬的割嘴混合气体的喷射孔有环形和梅花形两种。环形割嘴的混合气体孔道呈环形，整个割嘴由内嘴和外嘴两部分组合而成，又称组合式割嘴。梅花形割嘴的混合气体孔道，呈小圆孔均匀地分布在高压氧孔道周围，整个割嘴为一体，又称整体式割嘴。,51,a)焊嘴 b)环形割嘴 c)梅花形割嘴,52,2）射吸式割炬的工作原理气割时，先开启预热氧调节阀和乙炔调节阀，点火产生预热火焰对割件进行预热，待割件预热至燃点时，即开启切割氧调节阀，此时高速切割氧气流经切割氧气管，由割嘴的中心孔喷出，进行气割。割炬的型号由汉语拼音字母G、表示结构形式和操作方式的序号及规格组成。G0130表示手工操作的可切割的最大厚度为30mm 的射吸式割炬。,53,（4）液化石油气割炬由于液化石油气与乙炔的燃烧特性不同，因此不能直接使用乙炔用的射吸式割炬，需要进行改造，或配用液化石油气专用割嘴。液化石油气割炬除可以自行改制外，也可购买液化石油气专用割炬。例如，G07-100割炬是就专供液化石油气切割用的割炬。（5）等压式割炬 等压式割炬的可燃气体、预热氧分别由单独的管路进入割嘴内混合。由于可燃气体是靠自己的压力进入割炬，所以它不适用低压乙炔，而须采用中压乙炔。等压式割炬具有气体调节方便、火焰燃烧稳定、回火可能性较射吸式割炬小等优点，其应用量越来越大，国外应用量比国内大。,54,等压式割炬,55,2.气割机常用的有半自动气割机、仿形气割机和数控气割机。（1）半自动气割机半自动气割机是最简单的机械化气割设备，一般是一台小车带动割嘴在专用轨道上自动地移动，但轨道轨迹要人工调整。当轨道是直线时，割嘴可以进行直线气割；当轨道呈一定的曲率时，割嘴可以进行一定曲率的曲线气割。CG1-30型半自动气割机是一种结构简单，操作方便的小车式半自动气割机，它能切割直线或圆弧。,56,CGl30型半自动气割机,57,2.仿形气割机仿形气割机是一种高效率的半自动气割机仿形气割机的结构形式有两种类型：一种是门架式，另一种是摇臂式。工作原理主要是靠轮沿样板仿形带动割嘴运动，而靠轮又有磁性靠轮和非磁性靠轮两种。CG2-150型仿形气割机是常用的一种高效率半自动气割机,58,CG2150型仿形气割机,59,3.数控气割机所谓数控，就是指用于控制机床或设备的工作指令(或程序)，是以数字形式给定的一种新的控制方式。将这种指令提供给数控自动气割机的控制装置时，气割机就能按照给定的程序,自动地进行切割。数控自动气割机不仅可省去放样、划线等工序，使焊工劳动强度大大降低，而且切口质量好,生产效率高。数控气割机主要由数控程序和气割执行机构两大部分组成气割执行机构采用门式结构，门架可在两根导轨上行走。门架上装有横移小车，各装有一个割炬架，在割炬架上装有割炬自动升降传感器，可自动调节高低，同时还装有高频自动点火装置。预热氧、切割氧及燃气管路的开关由电磁阀控制，并且对预热、开切割氧等可按程序任意调节延迟时间。,60,数控气割机1-导轨 2-门架 3-小车 4-控制机构 3-割炬,61,四、气割工艺1气割工艺参数主要包括气割氧压力、气割速度、预热火焰能率、割嘴与割件的倾斜角度、割嘴离割件表面的距离等。（1）气割氧压力气割氧压力主要根据割件厚度来选用。割件越厚，要求气割氧压力越大。氧气压力过大，不仅造成浪费，而且使割口表面粗糙，割缝加大。氧气压力过小，不能将熔渣全部从割缝处吹除，使割缝的背面留下很难清除干净的挂渣，甚至出现割不透现象。氧气纯度对气割速度、气体消耗量及割缝质量有很大影响。氧气的纯度低，金属氧化缓慢，使气割时间增加，而且气割单位长度割件的氧气消耗量也增加。例如在氧气纯度为97.5%99.5%的范围内，每降低1%时，1m长的割缝气割时间增加10%15%，而氧气消耗量增加25%35%。,62,（2）气割速度割件愈厚，气割速度愈慢；反之割件愈薄，则气割速度越快。气割速度太慢,会使割缝边缘熔化；速度过快，则会产生很大的后拖量（沟纹倾斜）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，应使割缝产生的后拖量最小为原则。后拖量是指切割面上切割氧流轨迹的始点与终点在水平方向的距离。,63,后拖量产生的主要原因：气割上层金属在燃烧时，所产生的气体冲淡了切割氧气流，使下层金属燃烧缓慢产生后拖量；下层金属无预热火焰的直接预热作用，火焰不能充分对下层金属加热，使割件下层不能剧烈燃烧产生后拖量；割件金属离割嘴距离较大，切割氧气流吹除氧化物的能量降低产生后拖量；气割速度过快，来不及将下层金属氧化，产生后拖量。,64,（3）预热火焰性质及能率预热火焰的作用是把金属割件加热，并始终保持能在氧气流中燃烧的温度，同时使钢材表面上的氧化皮剥落和熔化，便于切割氧气流与铁化合。预热火焰对金属割件的加热温度，低碳钢时约为11001150。气割时，预热火焰应采用中性焰或轻微氧化焰，不能使用碳化焰，因为碳化焰会使割口边缘产生增碳现象。预热火焰能率是以每小时可燃气体消耗量来表示的。预热火焰能率应根据割件厚度来选择，一般割件越厚，火焰能率应越大。但火焰能率过大时，会使割缝上缘产生连续珠状钢粒，甚至熔化成圆角，同时造成割件背面粘渣增多而影响气割质量。当火焰能率过小时，割件得不到足够的热量，迫使气割速度减慢，甚至使气割过程发生困难。这在厚板气割时更应注意。,65,（4）割嘴与割件的倾斜角割嘴与割件的倾斜角度，直接影响气割速度和后拖量。当割嘴沿气割相反方向倾斜一定角度时（后倾），能使氧化燃烧而产生的熔渣吹向切割线的前缘，这样可充分利用燃烧反应产生的热量来减少后拖量，从而促使气割速度的提高。进行直线切割时，应充分利用这一特性。割嘴与割件倾斜角大小，主要根据割件厚度而定。（5）割嘴离工件表面的距离割嘴离割件表面的距离应根据预热火焰长度和割件厚度来确定,一般为35mm。,66,2气割（气焊）的回火气割（气焊）时发生气体火焰进入喷嘴内逆向燃烧的现象称为回火。回火可能烧毁割（焊）炬、管路及引起可燃气体贮罐的爆炸。发生回火的根本原因：混合气体从焊割炬的喷射孔内喷出的速度小于混合气体燃烧速度。由于混合气体的燃烧速度一般不变，凡是降低混合气体喷出速度的因素都有可能发生回火。发生回火的具体原因：（1）输送气体的软管太长、太细，或者曲折太多，使气体在软管内流动时所受的阻力增大，降低了气体的流速，引起回火。,67,（2）焊割时间过长或者焊割嘴离工件太近致使焊割嘴温度升高，焊割炬内的气体压力增大，增大了混合气体的流动阻力，降低了气体的流速引起回火。（3）焊割嘴端面粘附了过多飞溅出来的熔化金属微粒，这些微粒阻塞了喷射孔，使混合气体不能畅通地流出引起回火。（4）输送气体的软管内壁或焊割炬内部的气体通道上粘附了固体碳质微粒或其他物质，增加了气体的流动阻力，降低了气体的流速以及气体管道内存着氧乙炔混合气体等引起回火。,68,小提示由于瓶装乙炔瓶内压力较高，发生火焰倒流燃烧的可能性很少。若发生回火，处理的方法是：迅速关闭乙炔调节阀门，再关闭氧气调节阀门，切断乙炔和氧气来源。,69,