談氧-乙炔手工氣割的實訓教學

儲憲斌

摘 要：氧—乙炔手工氣割在工業生產、建筑施工中有著廣泛應用，也是焊接專業學生必須掌握的實訓內容。本文主要介紹了氧-乙炔手工氣割的特點和使用方法，以期為實訓教學工作提供幫助。

關鍵詞：氧—乙炔 手工氣割 實訓

氧—乙炔手工氣割是職業院校焊接專業的一項重要實訓課題，也是實習教師重點把控的高風險課題，絕不可掉以輕心。下面筆者結合自己的教學經驗，談一下如何指導學生進行相關的實訓。

一、認識特點，熟知設備

氧—乙炔手工氣割是利用乙炔氣體與氧氣的混合火焰，將被切割金屬預熱到一定溫度，噴出切割氧使其劇烈燃燒，實現切割的一種工藝方法。與機械切割法相比，該方法具有成本低、操作靈活方便、質量可靠、效率較高等優點。但也存在勞動強度大、切割尺寸精度低、切割材料受限制、薄板氣割時會產生較大的變形等缺點。因此，它僅適用于低碳鋼、中碳鋼和普通低合金鋼等少數幾種鋼種。

氧—乙炔手工氣割所用設備及工具，主要包括氣瓶、割炬及輔助工具、減壓器等。

（一）氣瓶

氧—乙炔手工氣割實訓所用氣瓶為氧氣瓶和乙炔瓶。氧氣瓶外表涂成天藍色，用黑漆標注“氧”字樣，常用容積40L，在15MPa壓力下儲存6m3氧氣，屬高壓容器。乙炔瓶外表涂成白色，用紅漆標注“乙炔”字樣，設計壓力為3MPa，瓶內最高壓力為1.5MPa。為使乙炔穩定而安全地儲存，瓶內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、預熱氧調節閥、乙炔調節閥、乙炔接頭、氧氣接頭、切割氧氣調節閥和切割氧氣管等組成。其工作原理是：氣割時，先微開預熱氧調節閥，再打開乙炔調節閥點火，把火焰調為中性焰對割件進行預熱，使其達到燃點，然后打開切割氧調節閥，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，金屬被逐漸割開。

（三）減壓器及輔助工具

減壓器具有減壓和穩壓作用，工作時把瓶內的高壓氣體降到穩定的工作壓力來保證正常切割。

輔助工具主要有輸氣膠管、回火安全器、護目鏡、通針、點火槍和扳手等。其中新GB/T2550-2007《氣體焊接設備焊接、切割和類似作業用橡膠軟管》規定，氧氣管為藍色，乙炔管為紅色，連接焊（割）炬的膠管長度不能短于5m，一般10～15m為宜，并嚴禁互換使用。

二、認識氣體及火焰的性質

（一）氧氣

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

（二）乙炔

乙炔是可燃氣體，是一種無色而帶有特殊臭味的碳氫化合物，與氧氣混合燃燒時的火焰溫度為3 000℃～3 300℃，在一定壓力和溫度下很容易發生爆炸。因此，在使用時，乙炔瓶需直立放置并注意通風、防止靜電。

（三）氣體火焰

氣體火焰依據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，時隱時現，無過量氧，也無過剩乙炔，輪廓清楚，內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，內焰呈淡白色，乙炔過剩，整個火焰比中性焰長，具有較強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，焰心端部無淡白色火焰閃動，內焰、外焰分不清，有過量的氧，具有強烈的氧化性。

三、熟知切割參數，掌握手工氣割方法

（一）保證氣割質量的關鍵是氣割工藝參數

1.切割氧壓力及氣割速度

切割氧壓力一般應隨割件厚度的增加而加大，或隨割嘴代號的增大而加大。如果壓力過小，氧氣供應不足，會使切割過程氧化反應緩慢，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物，甚至割不透;壓力過大，則過剩的氧氣對割件有冷卻作用，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，割件越厚，割速越慢;反之則割速越快。割速太慢，會使割縫邊緣熔化、不齊，割縫加寬;割速過快，來不及將下層金屬氧化而產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系：氧氣壓力為0.35～0.45MPa，割速為340～210mm/min。

2.預熱火焰能率

預熱火焰能率是以可燃氣體每小時消耗量表示的單位，與割件厚度有關。一般割件越厚，預熱火焰能率越大，但不成正比例關系。預熱火焰的作用是對金屬割件預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。當割薄鋼板時，火焰可長些，距離可大些;當割20mm以上厚鋼板時，由于氣割速度慢，火焰應短些，距離應適當減小。

（二）氧—乙炔手工氣割操作方法及注意點

學生對氧—乙炔手工氣割的特點、設備及工藝參數有了一定認識后，就要進行實訓練習，這也是教師壓力較大、易發事故時段，指導練習時一定要集中精力，嚴格把控，安全第一。其操作方法如下：

第一，打開氧氣瓶、乙炔瓶閥門，調整減壓器至所需工作壓力。

第二，點火、調火焰性質及火焰能率。教師應按以下要求嚴格指導：一是操作姿勢要正確，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，用拇指和食指調節預熱氧調節閥。左手的拇指和食指把住切割氧氣閥，其余三指則平穩地托住割炬，雙手配合，掌握切割方向。二是點火時，割嘴應始終指向地面，乙炔閥開得比氧氣閥稍大些，能確保一次點燃，若有黑煙出現，主要是乙炔沒有充分燃燒造成的，這時及時加氧即可消除。如氧氣比乙炔閥開得大，會出現放炮現象，點不著火。三是調整預熱火焰能率時，一般采用由小到大，再由大到小的循環練習法。即點火以后先加乙炔，使內焰變長，再加氧氣，使內焰縮短，如此反復交替，使火焰能率逐漸由小到大;反之，先減氧氣，使內焰變長，再減乙炔，使內焰縮短，依次交替減少氣體，使火焰能率逐步減小。四是氣割時的火焰性質，應調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，會造成切割邊緣增碳。五是根據所割材料厚度調整好預熱火焰能率。預熱火焰能率過大時，會使割件上緣熔化成圓角及割縫背面黏渣增多，從而影響氣割質量;當火焰能率過小時，割件熱量不足，會使割速減慢，氣割過程發生困難甚至中斷。其調整原則是在保證鋼板割透的情況下，盡可能調小火焰能率，這樣在保證氣割質量的同時，還能節約氣體、節省成本。

第三，預熱工件邊口至發紅且不熔化時，打開切割氧閥門，注意不要使切割氧流直接射到工件上，應稍讓開起割點邊沿，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，開始氣割。氣割過程中，教師應注意并及時處理因學生操作不當造成的回火及回燒現象，以免發生危險事故。

第四，氣割練習結束后，先關割炬切割氧閥，再關乙炔閥和關氧氣閥，最后關氧氣瓶、乙炔瓶閥門，打開割炬上氧氣、乙炔閥，放出余氣，使減壓器表歸零，松開減壓器調整閥。

第五，清理工作環境，進行實訓總結。

總之，氧—乙炔手工氣割是對操作者技術要求較高、具有一定危險性的專業技能。焊接專業學生必須通過認真學習和刻苦練習，才能熟練掌握焊接技能。

參考文獻：

[1]王長忠.焊工工藝與技能訓練[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2014.