談氧-乙炔手工氣割的實(shí)訓(xùn)教學(xué)

儲(chǔ)憲斌

摘 要：氧—乙炔手工氣割在工業(yè)生產(chǎn)、建筑施工中有著廣泛應(yīng)用，也是焊接專業(yè)學(xué)生必須掌握的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。本文主要介紹了氧-乙炔手工氣割的特點(diǎn)和使用方法，以期為實(shí)訓(xùn)教學(xué)工作提供幫助。

關(guān)鍵詞：氧—乙炔 手工氣割 實(shí)訓(xùn)

氧—乙炔手工氣割是職業(yè)院校焊接專業(yè)的一項(xiàng)重要實(shí)訓(xùn)課題，也是實(shí)習(xí)教師重點(diǎn)把控的高風(fēng)險(xiǎn)課題，絕不可掉以輕心。下面筆者結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，談一下如何指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行相關(guān)的實(shí)訓(xùn)。

一、認(rèn)識(shí)特點(diǎn)，熟知設(shè)備

氧—乙炔手工氣割是利用乙炔氣體與氧氣的混合火焰，將被切割金屬預(yù)熱到一定溫度，噴出切割氧使其劇烈燃燒，實(shí)現(xiàn)切割的一種工藝方法。與機(jī)械切割法相比，該方法具有成本低、操作靈活方便、質(zhì)量可靠、效率較高等優(yōu)點(diǎn)。但也存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、切割尺寸精度低、切割材料受限制、薄板氣割時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的變形等缺點(diǎn)。因此，它僅適用于低碳鋼、中碳鋼和普通低合金鋼等少數(shù)幾種鋼種。

氧—乙炔手工氣割所用設(shè)備及工具，主要包括氣瓶、割炬及輔助工具、減壓器等。

（一）氣瓶

氧—乙炔手工氣割實(shí)訓(xùn)所用氣瓶為氧氣瓶和乙炔瓶。氧氣瓶外表涂成天藍(lán)色，用黑漆標(biāo)注“氧”字樣，常用容積40L，在15MPa壓力下儲(chǔ)存6m3氧氣，屬高壓容器。乙炔瓶外表涂成白色，用紅漆標(biāo)注“乙炔”字樣，設(shè)計(jì)壓力為3MPa，瓶?jī)?nèi)最高壓力為1.5MPa。為使乙炔穩(wěn)定而安全地儲(chǔ)存，瓶?jī)?nèi)裝著浸滿丙酮的多孔性填料。

（二）割炬及工作原理

氧—乙炔手工割炬按不同的氣體混合方式，可分為射吸式割炬和等壓式割炬，其中射吸式割炬最為普通，主要由割嘴、混合氣管、射吸管、噴嘴、預(yù)熱氧調(diào)節(jié)閥、乙炔調(diào)節(jié)閥、乙炔接頭、氧氣接頭、切割氧氣調(diào)節(jié)閥和切割氧氣管等組成。其工作原理是：氣割時(shí)，先微開(kāi)預(yù)熱氧調(diào)節(jié)閥，再打開(kāi)乙炔調(diào)節(jié)閥點(diǎn)火，把火焰調(diào)為中性焰對(duì)割件進(jìn)行預(yù)熱，使其達(dá)到燃點(diǎn)，然后打開(kāi)切割氧調(diào)節(jié)閥，割嘴中心孔噴出高速切割氧流，使割縫金屬劇烈氧化燃燒并吹除，隨著割炬的移動(dòng)，金屬被逐漸割開(kāi)。

（三）減壓器及輔助工具

減壓器具有減壓和穩(wěn)壓作用，工作時(shí)把瓶?jī)?nèi)的高壓氣體降到穩(wěn)定的工作壓力來(lái)保證正常切割。

輔助工具主要有輸氣膠管、回火安全器、護(hù)目鏡、通針、點(diǎn)火槍和扳手等。其中新GB/T2550-2007《氣體焊接設(shè)備焊接、切割和類似作業(yè)用橡膠軟管》規(guī)定，氧氣管為藍(lán)色，乙炔管為紅色，連接焊（割）炬的膠管長(zhǎng)度不能短于5m，一般10～15m為宜，并嚴(yán)禁互換使用。

二、認(rèn)識(shí)氣體及火焰的性質(zhì)

（一）氧氣

氧氣是一種化學(xué)性質(zhì)極其活潑的氣體，本身不能燃燒，但具有強(qiáng)烈的助燃作用，與油脂等易燃物相接觸，容易引起爆炸。因此，在操作中，切不可使氣割設(shè)備及工具等沾染上油脂。另外，氧氣純度對(duì)氣割的質(zhì)量、生產(chǎn)率和氧氣本身的消耗量都有直接影響，氣割對(duì)氧氣的要求是純度越高越好，不應(yīng)低于98.5%。

（二）乙炔

乙炔是可燃?xì)怏w，是一種無(wú)色而帶有特殊臭味的碳?xì)浠衔?，與氧氣混合燃燒時(shí)的火焰溫度為3 000℃～3 300℃，在一定壓力和溫度下很容易發(fā)生爆炸。因此，在使用時(shí)，乙炔瓶需直立放置并注意通風(fēng)、防止靜電。

（三）氣體火焰

氣體火焰依據(jù)氧氣與乙炔混合比的大小不同，可分為中性焰、碳化焰和氧化焰三種不同性質(zhì)的火焰。

1.中性焰

氧氣與乙炔的比例為1.1～1.2，乙炔能充分燃燒，焰心呈亮白色，端部有淡白色火焰閃動(dòng)，時(shí)隱時(shí)現(xiàn)，無(wú)過(guò)量氧，也無(wú)過(guò)剩乙炔，輪廓清楚，內(nèi)焰具有一定的還原性。

2.碳化焰

氧氣與乙炔的比例小于1.1，內(nèi)焰呈淡白色，乙炔過(guò)剩，整個(gè)火焰比中性焰長(zhǎng)，具有較強(qiáng)的還原作用和一定的滲碳作用。

3.氧化焰

氧氣與乙炔的比例大于1.2，焰心端部無(wú)淡白色火焰閃動(dòng)，內(nèi)焰、外焰分不清，有過(guò)量的氧，具有強(qiáng)烈的氧化性。

三、熟知切割參數(shù)，掌握手工氣割方法

（一）保證氣割質(zhì)量的關(guān)鍵是氣割工藝參數(shù)

1.切割氧壓力及氣割速度

切割氧壓力一般應(yīng)隨割件厚度的增加而加大，或隨割嘴代號(hào)的增大而加大。如果壓力過(guò)小，氧氣供應(yīng)不足，會(huì)使切割過(guò)程氧化反應(yīng)緩慢，金屬燃燒不充分，不能將熔渣全部吹除，使割縫背面留有熔渣黏結(jié)物，甚至割不透;壓力過(guò)大，則過(guò)剩的氧氣對(duì)割件有冷卻作用，使切割速度減慢，割口表面粗糙，割縫加寬，氧氣消耗量增加。

氣割速度（割速）主要與割件厚度有關(guān)，割件越厚，割速越慢;反之則割速越快。割速太慢，會(huì)使割縫邊緣熔化、不齊，割縫加寬;割速過(guò)快，來(lái)不及將下層金屬氧化而產(chǎn)生很大的后拖量或割不透。如氣割10～30mm的鋼板，氧氣壓力與割速的關(guān)系：氧氣壓力為0.35～0.45MPa，割速為340～210mm/min。

2.預(yù)熱火焰能率

預(yù)熱火焰能率是以可燃?xì)怏w每小時(shí)消耗量表示的單位，與割件厚度有關(guān)。一般割件越厚，預(yù)熱火焰能率越大，但不成正比例關(guān)系。預(yù)熱火焰的作用是對(duì)金屬割件預(yù)熱并保持割件在切割氧中燃燒的溫度，使割件表面上的氧化皮剝落和熔化，便于氧氣流與鐵化合。

3.割嘴與割件的傾斜角度

割嘴與割件傾斜角度的大小要隨割件厚度而定，割件越厚，傾斜角越小。如割件厚度小于6mm，傾斜角（后傾）為25°～45°;割件厚度為6～30mm，傾斜角（垂直）為0°;割件厚度大于30mm，起割傾斜角（前傾）為5°～ 10°，割穿后傾斜角（垂直）為0°，停割傾斜角（后傾）為5°～10°。

4.割嘴高度

割嘴高度是指割嘴離割件表面的距離，一般以焰心離割件表面3～5mm為宜。這樣加熱條件最好，切割面滲碳的可能性最小。當(dāng)割薄鋼板時(shí)，火焰可長(zhǎng)些，距離可大些;當(dāng)割20mm以上厚鋼板時(shí)，由于氣割速度慢，火焰應(yīng)短些，距離應(yīng)適當(dāng)減小。

（二）氧—乙炔手工氣割操作方法及注意點(diǎn)

學(xué)生對(duì)氧—乙炔手工氣割的特點(diǎn)、設(shè)備及工藝參數(shù)有了一定認(rèn)識(shí)后，就要進(jìn)行實(shí)訓(xùn)練習(xí)，這也是教師壓力較大、易發(fā)事故時(shí)段，指導(dǎo)練習(xí)時(shí)一定要集中精力，嚴(yán)格把控，安全第一。其操作方法如下：

第一，打開(kāi)氧氣瓶、乙炔瓶閥門，調(diào)整減壓器至所需工作壓力。

第二，點(diǎn)火、調(diào)火焰性質(zhì)及火焰能率。教師應(yīng)按以下要求嚴(yán)格指導(dǎo)：一是操作姿勢(shì)要正確，雙腳呈“八”字形蹲在割件旁，右臂靠住右膝蓋，左臂懸空在兩腳中間。右手握住割炬手把，用拇指和食指調(diào)節(jié)預(yù)熱氧調(diào)節(jié)閥。左手的拇指和食指把住切割氧氣閥，其余三指則平穩(wěn)地托住割炬，雙手配合，掌握切割方向。二是點(diǎn)火時(shí)，割嘴應(yīng)始終指向地面，乙炔閥開(kāi)得比氧氣閥稍大些，能確保一次點(diǎn)燃，若有黑煙出現(xiàn)，主要是乙炔沒(méi)有充分燃燒造成的，這時(shí)及時(shí)加氧即可消除。如氧氣比乙炔閥開(kāi)得大，會(huì)出現(xiàn)放炮現(xiàn)象，點(diǎn)不著火。三是調(diào)整預(yù)熱火焰能率時(shí)，一般采用由小到大，再由大到小的循環(huán)練習(xí)法。即點(diǎn)火以后先加乙炔，使內(nèi)焰變長(zhǎng)，再加氧氣，使內(nèi)焰縮短，如此反復(fù)交替，使火焰能率逐漸由小到大;反之，先減氧氣，使內(nèi)焰變長(zhǎng)，再減乙炔，使內(nèi)焰縮短，依次交替減少氣體，使火焰能率逐步減小。四是氣割時(shí)的火焰性質(zhì)，應(yīng)調(diào)為中性焰或輕微氧化焰，不能用碳化焰，因碳化焰中存在游離碳，會(huì)造成切割邊緣增碳。五是根據(jù)所割材料厚度調(diào)整好預(yù)熱火焰能率。預(yù)熱火焰能率過(guò)大時(shí)，會(huì)使割件上緣熔化成圓角及割縫背面黏渣增多，從而影響氣割質(zhì)量;當(dāng)火焰能率過(guò)小時(shí)，割件熱量不足，會(huì)使割速減慢，氣割過(guò)程發(fā)生困難甚至中斷。其調(diào)整原則是在保證鋼板割透的情況下，盡可能調(diào)小火焰能率，這樣在保證氣割質(zhì)量的同時(shí)，還能節(jié)約氣體、節(jié)省成本。

第三，預(yù)熱工件邊口至發(fā)紅且不熔化時(shí)，打開(kāi)切割氧閥門，注意不要使切割氧流直接射到工件上，應(yīng)稍讓開(kāi)起割點(diǎn)邊沿，避免工件局部熔化、鐵液飛濺，傷到人，然后使切割氧流逐漸靠近割件，并掌握好割嘴與割件的傾斜角度，控制好割嘴離割件表面的距離、氣割速度，開(kāi)始?xì)飧?。氣割過(guò)程中，教師應(yīng)注意并及時(shí)處理因?qū)W生操作不當(dāng)造成的回火及回?zé)F(xiàn)象，以免發(fā)生危險(xiǎn)事故。

第四，氣割練習(xí)結(jié)束后，先關(guān)割炬切割氧閥，再關(guān)乙炔閥和關(guān)氧氣閥，最后關(guān)氧氣瓶、乙炔瓶閥門，打開(kāi)割炬上氧氣、乙炔閥，放出余氣，使減壓器表歸零，松開(kāi)減壓器調(diào)整閥。

第五，清理工作環(huán)境，進(jìn)行實(shí)訓(xùn)總結(jié)。

總之，氧—乙炔手工氣割是對(duì)操作者技術(shù)要求較高、具有一定危險(xiǎn)性的專業(yè)技能。焊接專業(yè)學(xué)生必須通過(guò)認(rèn)真學(xué)習(xí)和刻苦練習(xí)，才能熟練掌握焊接技能。

參考文獻(xiàn)：

[1]王長(zhǎng)忠.焊工工藝與技能訓(xùn)練[M].北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2014.