谈氧-乙炔手工气割的实训教学

储宪斌

摘 要：氧—乙炔手工气割在工业生产、建筑施工中有着广泛应用，也是焊接专业学生必须掌握的实训内容。本文主要介绍了氧-乙炔手工气割的特点和使用方法，以期为实训教学工作提供帮助。

关键词：氧—乙炔 手工气割 实训

氧—乙炔手工气割是职业院校焊接专业的一项重要实训课题，也是实习教师重点把控的高风险课题，绝不可掉以轻心。下面笔者结合自己的教学经验，谈一下如何指导学生进行相关的实训。

一、认识特点，熟知设备

氧—乙炔手工气割是利用乙炔气体与氧气的混合火焰，将被切割金属预热到一定温度，喷出切割氧使其剧烈燃烧，实现切割的一种工艺方法。与机械切割法相比，该方法具有成本低、操作灵活方便、质量可靠、效率较高等优点。但也存在劳动强度大、切割尺寸精度低、切割材料受限制、薄板气割时会产生较大的变形等缺点。因此，它仅适用于低碳钢、中碳钢和普通低合金钢等少数几种钢种。

氧—乙炔手工气割所用设备及工具，主要包括气瓶、割炬及辅助工具、减压器等。

（一）气瓶

氧—乙炔手工气割实训所用气瓶为氧气瓶和乙炔瓶。氧气瓶外表涂成天蓝色，用黑漆标注“氧”字样，常用容积40L，在15MPa压力下储存6m3氧气，属高压容器。乙炔瓶外表涂成白色，用红漆标注“乙炔”字样，设计压力为3MPa，瓶内最高压力为1.5MPa。为使乙炔稳定而安全地储存，瓶内装着浸满丙酮的多孔性填料。

（二）割炬及工作原理

氧—乙炔手工割炬按不同的气体混合方式，可分为射吸式割炬和等压式割炬，其中射吸式割炬最为普通，主要由割嘴、混合气管、射吸管、喷嘴、预热氧调节阀、乙炔调节阀、乙炔接头、氧气接头、切割氧气调节阀和切割氧气管等组成。其工作原理是：气割时，先微开预热氧调节阀，再打开乙炔调节阀点火，把火焰调为中性焰对割件进行预热，使其达到燃点，然后打开切割氧调节阀，割嘴中心孔喷出高速切割氧流，使割缝金属剧烈氧化燃烧并吹除，随着割炬的移动，金属被逐渐割开。

（三）减压器及辅助工具

减压器具有减压和稳压作用，工作时把瓶内的高压气体降到稳定的工作压力来保证正常切割。

辅助工具主要有输气胶管、回火安全器、护目镜、通针、点火枪和扳手等。其中新GB/T2550-2007《气体焊接设备焊接、切割和类似作业用橡胶软管》规定，氧气管为蓝色，乙炔管为红色，连接焊（割）炬的胶管长度不能短于5m，一般10～15m为宜，并严禁互换使用。

二、认识气体及火焰的性质

（一）氧气

氧气是一种化学性质极其活泼的气体，本身不能燃烧，但具有强烈的助燃作用，与油脂等易燃物相接触，容易引起爆炸。因此，在操作中，切不可使气割设备及工具等沾染上油脂。另外，氧气纯度对气割的质量、生产率和氧气本身的消耗量都有直接影响，气割对氧气的要求是纯度越高越好，不应低于98.5%。

（二）乙炔

乙炔是可燃气体，是一种无色而带有特殊臭味的碳氢化合物，与氧气混合燃烧时的火焰温度为3 000℃～3 300℃，在一定压力和温度下很容易发生爆炸。因此，在使用时，乙炔瓶需直立放置并注意通风、防止静电。

（三）气体火焰

气体火焰依据氧气与乙炔混合比的大小不同，可分为中性焰、碳化焰和氧化焰三种不同性质的火焰。

1.中性焰

氧气与乙炔的比例为1.1～1.2，乙炔能充分燃烧，焰心呈亮白色，端部有淡白色火焰闪动，时隐时现，无过量氧，也无过剩乙炔，轮廓清楚，内焰具有一定的还原性。

2.碳化焰

氧气与乙炔的比例小于1.1，内焰呈淡白色，乙炔过剩，整个火焰比中性焰长，具有较强的还原作用和一定的渗碳作用。

3.氧化焰

氧气与乙炔的比例大于1.2，焰心端部无淡白色火焰闪动，内焰、外焰分不清，有过量的氧，具有强烈的氧化性。

三、熟知切割参数，掌握手工气割方法

（一）保证气割质量的关键是气割工艺参数

1.切割氧压力及气割速度

切割氧压力一般应随割件厚度的增加而加大，或随割嘴代号的增大而加大。如果压力过小，氧气供应不足，会使切割过程氧化反应缓慢，金属燃烧不充分，不能将熔渣全部吹除，使割缝背面留有熔渣黏结物，甚至割不透;压力过大，则过剩的氧气对割件有冷却作用，使切割速度减慢，割口表面粗糙，割缝加宽，氧气消耗量增加。

气割速度（割速）主要与割件厚度有关，割件越厚，割速越慢;反之则割速越快。割速太慢，会使割缝边缘熔化、不齐，割缝加宽;割速过快，来不及将下层金属氧化而产生很大的后拖量或割不透。如气割10～30mm的钢板，氧气压力与割速的关系：氧气压力为0.35～0.45MPa，割速为340～210mm/min。

2.预热火焰能率

预热火焰能率是以可燃气体每小时消耗量表示的单位，与割件厚度有关。一般割件越厚，预热火焰能率越大，但不成正比例关系。预热火焰的作用是对金属割件预热并保持割件在切割氧中燃烧的温度，使割件表面上的氧化皮剥落和熔化，便于氧气流与铁化合。

3.割嘴与割件的倾斜角度

割嘴与割件倾斜角度的大小要隨割件厚度而定，割件越厚，倾斜角越小。如割件厚度小于6mm，倾斜角（后倾）为25°～45°;割件厚度为6～30mm，倾斜角（垂直）为0°;割件厚度大于30mm，起割倾斜角（前倾）为5°～ 10°，割穿后倾斜角（垂直）为0°，停割倾斜角（后倾）为5°～10°。

4.割嘴高度

割嘴高度是指割嘴离割件表面的距离，一般以焰心离割件表面3～5mm为宜。这样加热条件最好，切割面渗碳的可能性最小。当割薄钢板时，火焰可长些，距离可大些;当割20mm以上厚钢板时，由于气割速度慢，火焰应短些，距离应适当减小。

（二）氧—乙炔手工气割操作方法及注意点

学生对氧—乙炔手工气割的特点、设备及工艺参数有了一定认识后，就要进行实训练习，这也是教师压力较大、易发事故时段，指导练习时一定要集中精力，严格把控，安全第一。其操作方法如下：

第一，打开氧气瓶、乙炔瓶阀门，调整减压器至所需工作压力。

第二，点火、调火焰性质及火焰能率。教师应按以下要求严格指导：一是操作姿势要正确，双脚呈“八”字形蹲在割件旁，右臂靠住右膝盖，左臂悬空在两脚中间。右手握住割炬手把，用拇指和食指调节预热氧调节阀。左手的拇指和食指把住切割氧气阀，其余三指则平稳地托住割炬，双手配合，掌握切割方向。二是点火时，割嘴应始终指向地面，乙炔阀开得比氧气阀稍大些，能确保一次点燃，若有黑烟出现，主要是乙炔没有充分燃烧造成的，这时及时加氧即可消除。如氧气比乙炔阀开得大，会出现放炮现象，点不着火。三是调整预热火焰能率时，一般采用由小到大，再由大到小的循环练习法。即点火以后先加乙炔，使内焰变长，再加氧气，使内焰缩短，如此反复交替，使火焰能率逐渐由小到大;反之，先减氧气，使内焰变长，再减乙炔，使内焰缩短，依次交替减少气体，使火焰能率逐步減小。四是气割时的火焰性质，应调为中性焰或轻微氧化焰，不能用碳化焰，因碳化焰中存在游离碳，会造成切割边缘增碳。五是根据所割材料厚度调整好预热火焰能率。预热火焰能率过大时，会使割件上缘熔化成圆角及割缝背面黏渣增多，从而影响气割质量;当火焰能率过小时，割件热量不足，会使割速减慢，气割过程发生困难甚至中断。其调整原则是在保证钢板割透的情况下，尽可能调小火焰能率，这样在保证气割质量的同时，还能节约气体、节省成本。

第三，预热工件边口至发红且不熔化时，打开切割氧阀门，注意不要使切割氧流直接射到工件上，应稍让开起割点边沿，避免工件局部熔化、铁液飞溅，伤到人，然后使切割氧流逐渐靠近割件，并掌握好割嘴与割件的倾斜角度，控制好割嘴离割件表面的距离、气割速度，开始气割。气割过程中，教师应注意并及时处理因学生操作不当造成的回火及回烧现象，以免发生危险事故。

第四，气割练习结束后，先关割炬切割氧阀，再关乙炔阀和关氧气阀，最后关氧气瓶、乙炔瓶阀门，打开割炬上氧气、乙炔阀，放出余气，使减压器表归零，松开减压器调整阀。

第五，清理工作环境，进行实训总结。

总之，氧—乙炔手工气割是对操作者技术要求较高、具有一定危险性的专业技能。焊接专业学生必须通过认真学习和刻苦练习，才能熟练掌握焊接技能。

参考文献：

[1]王长忠.焊工工艺与技能训练[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2014.