《焊工工艺基础》气焊与气割（举一反三考点练）讲义

举一反三考点练 《焊工工艺基础》气焊与气割-讲义 1.熟悉气焊的工具与设备。 2.掌握气焊的工艺。 3.理解气割的原理、了解气割设备，掌握气割的工艺参数。 知识点一 气焊工具与设备 1.焊炬 焊炬又称为焊枪，是气焊的主要工具之一，其主要作用是调节和控制气体的混合比例及流量，以适于形成不同焊接火焰的需要。 （1）分类：根据可燃气体与氧气在焊炬中混合方式的不同，可将焊炬分为射吸式和等压式两种。目前，射吸式焊炬使用较为广泛。 （2）射吸式焊炬主要由焊嘴、混合气管、射吸管、乙炔调节阀、氧气调节阀、乙炔进气管、氧气进气管和手柄等组成，如图1所示。每一把焊炬都有一套不同型号的焊嘴，如图2所示。 图1 射吸式焊炬的构造 图2 射吸式焊炬及焊嘴 射吸式焊炬的工作原理：当开启氧气调节阀后，氧气在射吸管内形成负压（即产生吸力），打开乙炔调节阀后，乙炔即被氧气产生的吸力吸入射吸管和混合气管内，使两者按一定比例均匀混合，从焊嘴喷出后，点燃形成焊接火焰。 2.减压器 减压器又称减压表，它是将气瓶内的气体压力减至所需要的低压，并能够保持出气压力和流量稳定的调节装置，如图3所示。 图3 减压器 3.回火防止器 回火防止器是安装在气焊燃料气体的供给系统上，防止向送气管路或燃烧气源发生回火的保险装置，如图4所示。 图4 回火防止器 4.气焊辅助工具 气焊辅助工具负责保护气焊工人及连接各气焊设备，清理焊缝等，包括护目镜、点火枪、胶管、通针钢丝刷、锤子、锉刀等。 1.关于气焊工具与设备，以下说法正确的是（ ） A.氧气瓶是储存和运输氧气的高压容器，瓶体涂天蓝色并标有黑色 “氧” 字，使用时需严禁油脂接触。 B.乙炔瓶内装有多孔性填料和丙酮，用于溶解乙炔气体，瓶体涂白色并标有红色 “乙炔” 字，使用时应直立放置。 C.焊炬是气焊时用于控制气体混合比例、流量及火焰形状的工具，等压式焊炬适用于大厚度焊件的焊接。 D.减压器的作用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，可用于多种气体。 E.回火保险器只能安装在乙炔瓶上，防止乙炔回火引发爆炸，对氧气瓶无保护作用。 【答案】ABD 【解析】A 选项：氧气瓶作为储存和运输氧气的高压容器，为了便于识别和安全使用，瓶体涂成天蓝色并标有黑色 “氧” 字。由于油脂与高压氧气接触可能会发生剧烈氧化反应甚至爆炸，所以使用时严禁油脂接触氧气瓶，该选项正确。B 选项：乙炔瓶内装有多孔性填料和丙酮，乙炔能溶解在丙酮中，从而实现安全储存和运输。瓶体涂白色并标有红色 “乙炔” 字，使用时直立放置可防止丙酮流出，保证乙炔的正常供应和使用安全，该选项正确。C 选项：焊炬用于控制气体混合比例、流量及火焰形状。等压式焊炬的氧气和乙炔在进入混合室前压力相等，其火焰燃烧稳定，但它一般适用于中、小厚度焊件的焊接，射吸式焊炬才更适合大厚度焊件焊接，该选项错误。D 选项：减压器的主要功能就是将高压气体降为低压气体，并且能保持输出气体的压力和流量稳定，其适用范围较广，可用于多种气体，如氧气、乙炔等，该选项正确。E 选项：回火保险器不仅可以安装在乙炔瓶上防止乙炔回火引发爆炸，在一些情况下也可安装在氧气瓶与焊炬之间，防止氧气倒流引发危险，对整个气焊系统起到保护作用，该选项错误。 1.（判断题）氧气瓶是储存和运输氧气的高压容器，瓶体涂成蓝色。( ) 【答案】√ 【解析】氧气瓶作为储存和运输氧气的高压容器，为了便于识别，按照相关规定，其瓶体涂成蓝色，所以该说法正确。 2.（判断题）乙炔瓶内的乙炔是溶解在丙酮中的，使用时乙炔从丙酮中逸出。( ) 【答案】√ 【解析】乙炔在高压下不稳定，容易发生爆炸，所以将其溶解在丙酮中储存于乙炔瓶内。使用时，随着瓶内压力降低，乙炔从丙酮中逸出，该表述正确。 3.（判断题）焊炬是气焊时用于控制气体混合比、流量及火焰形状的工具，只能用于气焊。( ) 【答案】× 【解析】焊炬主要用于气焊时控制气体混合比、流量及火焰形状，但它并非只能用于气焊，在一些钎焊等工艺中也可使用，所以该说法错误。 1.（单项选择题）氧气瓶的工作压力一般为（ ）MPa。 A.1.5 B.15 C.25 D.30 【答案】B 【解析】氧气瓶的工作压力一般为 15MPa，这是为了满足氧气储存和输送的需求，同时也是根据相关标准和安全要求确定的，所以选 B。 2.（单项选择题）乙炔瓶的安全装置主要有（ ）。 A.安全阀 B.回火保险器 C.易熔塞 D.以上都是 【答案】D 【解析】乙炔瓶的安全装置包括安全阀，用于在瓶内压力过高时自动泄压；回火保险器，防止回火火焰进入瓶内；易熔塞，当瓶体温度过高时，易熔塞熔化泄压，所以选 D。 3.（单项选择题）下列关于焊炬的说法，正确的是（ ）。 A.射吸式焊炬只能使用中压乙炔 B.等压式焊炬只能使用低压乙炔 C.射吸式焊炬可以使用低压或中压乙炔 D.等压式焊炬可以使用高压乙炔 【答案】C 【解析】射吸式焊炬的工作原理是利用氧气的射流作用，将低压或中压乙炔吸入并混合，所以可以使用低压或中压乙炔；等压式焊炬需要使用中压乙炔，不能使用低压或高压乙炔，所以选 C。 · 焊炬是气焊主要工具之一，有射吸式和等压式之分，以射吸式使用广泛，介绍了其组成及工作原理。 · 减压器是将气瓶气体压力减至所需低压并保持稳定。 · 回火防止器是防止回火的保险装置。 · 气焊辅助工具负责保护气焊工人及连接各气焊设备，清理焊缝等，包括护目镜、点火枪、胶管、通针钢丝刷、锤子、锉刀等。 知识点二 气焊工艺 1.氧-乙炔火焰 氧－乙炔火焰是指氧和乙炔混合燃烧时产生的火焰。根据氧和乙炔的体积比不同，可得到三种不同性质的火焰，即中性焰、氧化焰和碳化焰，它们的外形如图5所示。 图5 三种氧-乙炔火焰 （1）中性焰：中性焰又称正常焰，是氧气与乙炔的体积比为1.0~1.2时燃烧形成的火焰。 （2）氧化焰：氧化焰是氧气与乙炔的体积比大于1.2时燃烧形成的火焰，是氧气量多、乙炔量少的火焰。 （3）碳化焰：碳化焰是氧气与乙炔的体积比小于1.0时燃烧形成的火焰，是乙炔量多、氧气量少的火焰。 不同金属材料气焊时采用的火焰见表1 表1 金属材料气焊时采用的火焰 2.焊丝与气焊溶剂 （1）焊丝是气焊时起到填充作用的金属丝。不同金属对应的焊丝牌号及用途见表2、表3、表4、表5。 表2 碳素结构钢焊丝、合金结构焊丝、不锈钢焊丝的牌号及用途 表3 铜及铜合金焊丝的牌号及用途 表4 铝及铝合金焊丝的牌号及用途 表5 铸铁焊丝的牌号及用途 （2）气焊溶剂：气焊熔剂在气焊时的作用是保护熔池，减少空气的侵入，去除熔池中形成的杂质，增加熔池金属的流动性，改善焊缝成形等。常用气焊熔剂的牌号、名称及用途见表6。 表6 常用气焊熔剂的牌号、名称及用途 3.气焊工艺参数 （1）火焰能率：火焰能率是指每小时可燃气体（乙炔）的消耗量（L/h）。 （2）焊丝牌号和直径：焊丝牌号应根据焊件材料的化学成分和性能要求选择，可参考表2、表3、表4及表5。焊丝直径根据焊件厚度选择，可参考表6。 表6 焊丝直径的选择 mm （3）焊嘴的倾斜角度 焊嘴的倾斜角度也称为焊嘴倾角，是指焊嘴与焊件间的夹角，如图6所示。一般在焊接低碳钢时，焊嘴倾角与焊件厚度的基本关系如图7所示。 图6 焊嘴倾角 图7 焊嘴倾角与焊件厚度的基本关系 （4）焊接速度 焊接速度是否适当将直接影响生产率和焊接质量。一般情况下，对于厚度大、熔点高的焊件，焊接速度要慢一些；对于厚度小、熔点低的焊件，焊接速度要快一些。 （5）焊接方法：气焊操作时，根据焊炬和焊丝的移动方向不同，分为左焊法和右焊法两种。 1.关于气焊工艺，下列说法正确的是（ ） A.气焊火焰有中性焰、碳化焰和氧化焰，焊接低碳钢时常用中性焰，因其氧与乙炔比例适中。 B.气焊焊接速度的选择主要依据焊件厚度，焊件越厚，焊接速度应越快以保证熔透。 C.气焊时焊丝直径的选择与焊件厚度、坡口形式及焊接位置有关，厚焊件应选较粗焊丝。 D.气焊过程中，为防止氧化，应始终使火焰焰心距焊件表面保持较大距离。 E.气焊平焊时操作较容易，可采用左焊法或右焊法，右焊法比左焊法热量集中，熔深大。 【答案】ACE 【解析】A 选项：气焊火焰的性质对焊接质量有重要影响。中性焰的氧与乙炔比例适中，既不会使焊缝金属氧化，也不会使其增碳，适合焊接低碳钢等大多数金属材料，该选项正确。B 选项：气焊焊接速度与焊件厚度相关，但规律是焊件越厚，焊接速度应越慢。因为厚焊件需要更多的热量来保证熔透，如果焊接速度过快，热量不足，无法使母材充分熔化，易出现未焊透等缺陷，该选项错误。C 选项：焊丝直径的选择需综合考虑焊件厚度、坡口形式及焊接位置等因素。厚焊件需要填充更多的金属，所以应选择较粗的焊丝，以保证焊缝的强度和成型，该选项正确。D 选项：气焊过程中，为防止氧化，火焰焰心应距焊件表面保持适当距离，一般为 2 - 4mm。距离过大，热量不足，无法有效熔化母材和焊丝；距离过小，容易使焊件过热甚至烧穿，该选项错误。E 选项：气焊平焊时，左焊法和右焊法都可采用。右焊法时火焰指向已焊部分，热量集中，熔深大，适合焊接较厚的焊件；左焊法操作简单，能清楚地观察熔池，适合焊接较薄的焊件，该选项正确。 1.（判断题）气焊时，火焰能率越大越好。( ) 【答案】× 【解析】气焊时，火焰能率应根据焊件的厚度、材质及焊接位置等因素合理选择。火焰能率过大，会使焊件加热速度过快，导致焊缝金属过热，产生烧穿、咬边等缺陷，影响焊接质量，并非越大越好。 2.（判断题）气焊低碳钢时，应采用氧化焰。( ) 【答案】× 【解析】气焊低碳钢时，应采用中性焰。中性焰的氧与乙炔混合比例恰当，内焰区的温度适中，能保证焊缝金属的化学成分和力学性能。氧化焰氧化性强，会使焊缝金属中的合金元素烧损，降低焊缝质量，不适用于低碳钢焊接。 3.（判断题）左焊法适用于焊接较薄的焊件。( ) 【答案】√ 【解析】左焊法是焊炬从右向左移动，火焰指向未焊部分，对焊件有预热作用，且操作时便于观察熔池。由于其对焊件的加热相对较弱，所以适用于焊接较薄的焊件，能较好地控制熔池温度，防止烧穿。 1.（单项选择题）气焊时，中性焰的氧与乙炔混合比为（ ）。 A.1.1 - 1.2 B.1.3 - 1.5 C.0.8 - 1.0 D.1.5 - 2.0 【答案】A 【解析】中性焰是气焊中常用的火焰，其氧与乙炔混合比为 1.1 - 1.2。在此比例下，氧气和乙炔充分燃烧，内焰具有还原性，能保证焊缝金属的化学成分和力学性能，所以选 A。 2.（单项选择题）下列哪种焊件不适合采用气焊工艺（ ）。 A.薄板低碳钢 B.铸铁 C.铝合金 D.大厚度钢板 【答案】D 【解析】气焊的热源能量相对较低，加热速度慢，对于大厚度钢板，难以使钢板充分熔化并保证焊接质量，易出现未焊透等缺陷。而薄板低碳钢、铸铁、铝合金等，气焊工艺可以较好地满足焊接要求，所以选 D。 3.（单项选择题）气焊时，右焊法的特点是（ ）。 A.火焰指向已焊部分 B.对焊件的预热作用强 C.适用于焊接较薄的焊件 D.操作简单，容易掌握 【答案】B 【解析】右焊法是焊炬从左向右移动，火焰指向已焊部分。其对焊件的加热集中，预热作用强，能使焊缝获得较大的熔深，适用于焊接较厚的焊件。但操作难度相对较大，不如左焊法容易掌握，所以选 B。 · 氧 - 乙炔火焰因氧和乙炔体积比不同有中性焰、氧化焰、碳化焰三种，不同金属材料气焊所用火焰有对应要求。 · 气焊中焊丝起填充作用，不同金属有对应焊丝牌号及用途；气焊溶剂有保护熔池等作用，常用熔剂有牌号、名称及用途说明。 · 气焊工艺参数包括火焰能率、焊丝牌号和直径、焊嘴倾斜角度、焊接速度以及焊接方法（左焊法和右焊法）。 知识点三 气割 1.气割的基本原理和过程 （1）气割基本原理：利用乙炔与氧气混合燃烧热量预热工件至燃烧温度，送进高速切割氧气流使金属剧烈燃烧生成氧化熔渣并放热，借助燃烧热和熔渣加热切口金属，同时用高速氧气流吹掉熔渣，重复此过程形成割缝。 （2）气割过程：包括预热（用混合燃烧热量预热工件至燃烧温度）、燃烧（输送切割氧气流使金属氧化燃烧）、氧化和吹渣（金属燃烧生成熔渣放热，熔渣被吹掉，热量预热下层金属，燃烧过程持续）。 （3）气割条件：被割金属需满足燃点低于熔点、金属氧化物熔点低于金属熔点、金属在氧气中燃烧放热量大以预热下层金属至燃点这三个条件 。 2.气割设备 与气焊设备相比，除以割炬替换焊炬以外，其他均相同。 （1）割炬的分类按可燃气体与氧气混合方式的不同，割炬可分为射吸式（低压）割炬和等压式割炬两种。 （2）射吸式割炬的结构和原理 射吸式割炬的结构如图8所示。射吸式割炬的工作原理进行气割时，需先按逆时针方向稍开预热氧调节阀后打开乙炔调节阀点燃并调至中性焰预热金属至燃点，再按逆时针方向开启切割氧调节阀使切割氧气流从割嘴中心孔喷出氧化金属并吹掉熔渣，随割炬移动完成气割。 图8 射吸式割炬的结构 3.气割工艺参数 气割工艺参数主要包括切割氧压力、切割速度、割嘴号及割嘴与割件间的倾斜角度、预热火焰能率和割嘴与割件表面的距离等。 （1）切割氧压力 定义：切割氧压力是切割氧气流经割嘴喷出时的压力。 选择原则：根据割嘴类型和工件厚度调整，确保氧气压力与切割需求匹配，避免切口过宽或粘渣。 （2）切割速度 定义：切割速度是割炬沿切割方向移动的速度。 选择原则：随工件厚度增大而减慢，速度过快易导致割不透，过慢则切口上缘易熔化。 （3）割嘴号与割件间的倾斜角度 割嘴号可根据表7选择，割嘴与割件间的倾斜角度主要根据割件厚度来确定。 表7 割嘴号的选择 （4）预热火焰能率 定义：预热火焰能率是预热火焰的功率，即单位时间燃气消耗量。 选择原则：根据工件厚度和切割速度调整，厚板用小能率，薄板用大能率，避免预热不足或过度。 （5）割嘴与割件表面的距离 定义：割嘴与割件表面的距离是割嘴出口到割件表面的垂直距离。 选择原则：通常为3-5mm，确保预热充分且切割氧流动力稳定，避免切口质量问题。 1.关于气割，下列说法正确的是（ ） A.气割过程包括预热、燃烧、吹渣三个阶段，金属需满足燃点低于熔点等条件才能顺利气割。 B.氧气纯度对气割质量影响很大，纯度越高，气割过程越稳定，切口质量越好。 C.气割速度过快会导致切口上缘熔化，过慢则会使切口下缘挂渣增多。 D.割嘴与工件表面的距离应保持固定，一般为 10 - 15mm，以保证气割效果。 E.只有低碳钢和中碳钢能采用气割方法，高碳钢和铸铁无法气割。 【答案】ABC 【解析】A 选项：气割时，首先利用预热火焰将金属预热到燃点，然后金属在纯氧中剧烈燃烧，生成的熔渣被高压氧气流吹走，这就是气割的预热、燃烧、吹渣三个阶段。金属能被气割需满足燃点低于熔点，且燃烧生成的氧化物熔点低于金属本身熔点等条件，该选项正确。B 选项：氧气纯度是影响气割质量的关键因素。纯度高的氧气能使金属燃烧更充分、剧烈，气割过程更稳定，切口整齐、光滑，挂渣少，质量更好，该选项正确。C 选项：气割速度对切口质量有显著影响。速度过快，金属未充分燃烧，热量不足，会导致切口上缘熔化；速度过慢，金属燃烧时间过长，会使切口下缘挂渣增多，该选项正确。D 选项：割嘴与工件表面的距离应根据工件厚度等因素适当调整，并非固定为 10 - 15mm。一般来说，工件越厚，距离应适当增大，以保证气割效果，该选项错误。E 选项：低碳钢和中碳钢容易气割，但高碳钢经过适当的预热等处理也能气割，只是气割难度相对较大；铸铁由于其含碳量高、杂质多等特点，一般不适合气割，但不能绝对地说无法气割，该选项错误。 1.（判断题）气割时，金属在氧气中的燃烧应是放热反应，这样才能保证气割过程持续进行。( ) 【答案】√ 【解析】气割的原理是利用可燃气体与氧气混合燃烧的火焰将金属加热到燃点，然后使金属在纯氧气流中剧烈燃烧，形成熔渣并被吹走。金属在氧气中燃烧放热，可维持割口处金属的温度，使气割过程能持续进行。若不是放热反应，热量无法持续供应，气割就不能顺利进行。 2.（判断题）任何金属都可以采用气割方法进行切割。( ) 【答案】× 【解析】并非所有金属都能气割。能气割的金属需满足：金属的燃点应低于熔点；金属燃烧生成的氧化物熔点应低于金属熔点，且流动性要好；金属在氧气中燃烧时应是放热反应。像铜、铝等金属，其氧化物熔点高于金属本身熔点，不易气割；还有不锈钢等含合金元素较多的金属，气割也较困难。 3.（判断题）气割设备与气焊设备完全相同。( ) 【答案】× 【解析】气割设备与气焊设备有部分相同，都需要氧气瓶、乙炔瓶（或其他可燃气体瓶）及减压器等。但气割需割炬，其结构与焊炬不同，割炬多了一个切割氧通道和阀门，用于输送高压氧气进行切割。所以气割设备与气焊设备不完全相同。 1.（单项选择题）气割的实质是金属在（ ）中燃烧的过程。 A.空气 B.氧气 C.乙炔 D.混合气 【答案】B 【解析】气割是利用金属在纯氧气流中剧烈燃烧，生成熔渣并被吹走的过程。空气含氧量不足，无法使金属剧烈燃烧满足气割要求；乙炔是可燃气体，提供热量用于预热金属，但不是金属燃烧的介质；混合气通常指可燃气体与氧气的混合，并非金属燃烧的主体，所以金属在氧气中燃烧，选 B。 2.（单项选择题）下列金属中，最适合气割的是（ ）。 A.铜 B.铝 C.低碳钢 D.不锈钢 【答案】C 【解析】低碳钢符合气割对金属的要求，其燃点低于熔点，燃烧生成的氧化物熔点低于金属熔点且流动性好，在氧气中燃烧放热，能保证气割顺利进行。铜和铝的氧化物熔点高于金属本身熔点，气割困难；不锈钢含合金元素较多，气割性能差，所以最适合气割的是低碳钢，选 C。 3.（单项选择题）气割时，切割氧压力主要取决于（ ）。 A.割嘴号码 B.工件厚度 C.氧气纯度 D.切割速度 【答案】B 【解析】工件厚度不同，所需的切割氧压力不同。厚工件需要更大的切割氧压力，以吹走更多的熔渣，保证切割顺利进行。割嘴号码主要影响火焰能率；氧气纯度影响燃烧效果和切割质量，但不是决定切割氧压力的主要因素；切割速度与切割氧压力相互影响，但切割氧压力主要取决于工件厚度，所以选 B。 · 气割利用乙炔与氧气混合燃烧热量预热工件至燃点，通过切割氧气流使金属剧烈燃烧生成氧化熔渣并吹掉，重复此过程形成割缝，需满足金属燃点低于熔点、金属氧化物熔点低于金属熔点、燃烧放热量大等条件。 · 气割设备以割炬替换气焊焊炬，割炬分为射吸式（低压）和等压式两种，其中射吸式割炬通过逆时针调节预热氧、乙炔和切割氧阀门完成预热、燃烧、氧化和吹渣的气割过程。 · 气割工艺参数包括切割氧压力（根据割嘴和工件厚度调整）、切割速度（随工件厚度增大而减慢）、割嘴号及倾斜角度（按表选择和厚度确定）、预热火焰能率（根据工件厚度和切割速度调整）、割嘴与割件表面距离（通常为3-5mm）。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！12 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$