氧-天然气切割和焊接技术研究
论述石油天然气管道的焊接方法及焊接工艺
论述石油天然气管道的焊接方法及焊接工艺摘要：焊接质量是油气建设项目稳定、安全运行的重要保证。
阐述了石油天然气建设工程钢制设备和管道的主要焊接方法和质量控制，介绍了钢材的分类和应用，焊接材料的分类和选择。
本文件从项目管理的角度，阐述了焊接工艺和焊工资格考试的要点，总结了焊接质量控制程序和要点。
关键词：焊接方法；焊接工艺；质量控制；无损检测；1.焊接方法及应用石油天然气设备及工艺管道、长输管道的焊接均为熔化焊，焊接包括焊条电弧焊、钨极气体保护焊、自保护药芯焊丝半自动焊、熔化极气体保护电弧焊（自动焊）[1]。
由于电弧焊条使用灵活、方便、价格低廉，广泛应用于所有施工现场。
钨极气体保护焊接的优点，焊接机械性能好，主要适用于现场工艺管道的封底焊.半自动和自动焊接由于效率高，主要应用于长管道焊接。
2 母材金属材质及主要用途由于长管道、站内工艺管道、钢结构支架、设备容器多为钢制，本文件仅供讨论。
钢大致可分为四类：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个类别。
Ⅰ类钢包括碳素钢；Ⅱ类钢指低合金高强度钢；Ⅲ类钢主要有铬钼钢、铁素体钢、马氏体钢；Ⅳ类钢主要为奥氏体钢及奥氏体与铁素体双相钢。
石油天然气建设工程主要使用的是Ⅱ类、Ⅲ类钢中的优质碳素钢、低合金高强度钢、耐热钢、低温钢和不锈钢等。
碳钢主要分为普通碳钢和优质碳钢。
普通碳钢主要品牌：Q215、Q235、Q245R、Q275。
主要应用有钢结构、管道支座、容器支座等结构支撑构件，可用于制造压力贮器。
添加合金微量元素的优质碳钢提高了强度和强度，特别是Q295、Q345、Q420、20、20G、L415、L450、L485等主要品牌。
L415、L450钢管（符合API X60、X70标准）、Q295、Q345、Q420钢管粘结强度高，20G为锅炉用钢[2]。
合金高强度钢具有耐热钢、不锈钢、低温钢等特殊性能。
耐高温钢具有抗氧化性和足够的强度，同时具有良好的耐热性。
合金元素，主要是铬、钼，一般不超过总数量的5%，品牌12 CRMO、12 CRMOV、15 CRMO等。
氧燃气切割工艺守则
氧燃气切割工艺守则1、主题内容与适用范围本守则规定了利用氧燃气火焰进行手工或机械切割的一般技术要求。
本守则适用于本公司压力容器产品的常用碳素钢、低合金钢金属材料的下料切割、坡口切割及成型零部件和孔的切割等。
2、一般技术要求2.1 从事氧燃气切割的作业人员必须经安全操作技能培训，熟悉所用设备、工具和气体的使用性能，掌握安全操作技术和事故应急处理方案，经培训合格后方可上岗操作。
2.2 在氧燃气切割时，对气割设备及操作安全应遵守GB9448《焊接与切割安全》的有关规定。
2.3 设备使用过程中，应严格遵守操作规程和维护保养规定。
2.4 气割场地应符合安全生产要求，10米范围内不应有易燃易爆物品，必要时应加阻燃挡板遮挡，以防风吹、飞溅等。
2.5 被切材料表面应平整、光洁，表面无凹凸不平或严重油污、锈蚀。
2.6 气瓶使用时存放位置符合安全要求，且要稳固竖立或装在专用车架或固定装置上。
2.7 在封闭空间内作业时要求采取特殊的措施，除了正常的通风要求之外封闭空间内的通风还要求防止可燃混合气的聚集及大气中富氧，封闭空间内在未进行良好的通风之前禁止人员进入如要进入必须佩戴合适的供气呼吸设备并由戴有类似设备的他人监护。
通风所使用的空气其数量和质量必须保证封闭空间内的有害物质污染浓度低于规定值，除了空气之外氧气其他气体或混合气不得用于通风。
3、切割前准备3.1 切割前应对使用设备、气体及其减压装置的可燃气供气接头等，均应仔细检查，保证设备、仪表及气路处于正常状态。
3.2 检查工作场地是否符合安全要求。
3.3 点火之前，应检查割炬的气路是否通畅、射吸能力、气密性等。
3.4 使用自动或半自动切割机时，工作前应进行空运转，检查机器运转是否正常，控制部分是否损坏失灵。
3.5 检查气体压力，当瓶装氧气压力用至0.2～0.3MPa表压，瓶装乙炔气用至0.1MPa表压时，应立即停止使用，并关阀保留余气。
3.6 检查工件材质和下料标记，熟悉其切割性和切割技术要求。
9-第九章--气焊与热切割
危险
❖ 乙炔的易燃性
！
自然点低（305℃），点火能量小
（0.019mj）。在一定条件下，很容易因分子聚合
（≤540℃，压力＜0.3Mpa）、分解而发生着火、
爆炸（＞580℃、压力＝0.15Mpa）。
乙炔火焰的传播速度～在空气中为2～3.7m/s,
在氧气中为13.5m/s。
乙炔的爆炸性
压力和温度、乙炔的杂质、接触介质、盛装 容器的直径。
宜用二氧化碳灭火器或干粉灭火器扑救。
④ 在任何情况下，应注意避免在容器或管道内
形成乙炔—空气或乙炔—氧气混合气，一旦形成， 必须采取安全措施。
⑤ 乙炔发生器的温度计只能用酒精温度计指示，
禁止使用水银温度计。凡供乙炔使用的器材都不
能用银或含铜量超过70％铜合金制造。
⑥ 乙炔含磷化氢＜0.08 ％。
⑦ 装盛乙炔的容器或管道，不得随意焊补或切
第二节 气焊气割火焰及工艺参数的选择
气割气焊火焰的选择 根据乙炔和氧气混合比例的不同，得到三种不同
的火焰：
表9–1 氧乙炔焰种类、焊接性能和适用范围
火焰种类 氧／乙炔
焊接性能
焊接条件 可焊接的材料
碳化焰 ＜1 中性焰 1～1.2 氧化焰 ＞1.2
火焰中乙炔过剩，含有 游离碳和较多的氢。焊 接低碳钢时会渗碳。火 焰温度2700～3000
低碳钢、低合 金钢、灰铸铁 球墨铸铁、铝 及铝合金
黄铜、青铜等
气焊气割工艺参数的选择
表9－2 工艺参数
常用金属材料气焊工艺参数的选择要点式来选择。 ②焊丝直径可参考表9－3。
火焰能率
①根据焊件的厚度、母材的熔点和导热性及焊缝的空间位置来选择。
②在选择较厚的焊件，熔点较高的金属，导热性较好金属要选择较大 的火焰能率。 ③火焰能率是由焊炬型号及焊嘴号码大小决定。
天然气用于切割类用户工作原理研究
天然气用于切割类用户工作原理研究发布时间：2021-07-15T16:34:09.527Z 来源：《城镇建设》2021年第4卷2月第6期作者：田彬邢亚坤范彦召黄亚超赵琛阔[导读] 本文给出了较为清晰的叙述，给有意向了解天然气切割用户的工程技术人员提供参考。
田彬邢亚坤范彦召黄亚超赵琛阔河南中裕燃气工程设计有限公司河南郑州 450000摘要: 编者关注到燃气公司工程技术人员、市场开发人员等对天然气用于切割类用户的接触较少，对于该类用户的相关技术及运行方式了解较少，相关规范知识较为匮乏，其中对该类用户的原理性知识的空白尤为突出，针对该类用户涉及到的燃料、相关设备、相关工艺及外部环境安全注意事项，本文给出了较为清晰的叙述，给有意向了解天然气切割用户的工程技术人员提供参考。
关键词：天然气；切割；工艺360翻译字数限制为5000字符，超过5000字符的内容将不会被翻译ABSRTACT: The editor is concerned that the engineering technicians and market developers of the gas company have less contact with the users who use natural gas for cutting, and have less understanding of the relevant technology and operation mode of the users, the related standard knowledge is relatively deficient, especially the blank of the principle knowledge about this kind of user, the matters needing attention of fuel, related equipment, related technology and external environment safety for this kind of user, in this paper, a relatively clear description is given, which provides a reference for engineers and technicians interested in understanding natural gas cutting users.Keywords: Natural Gas; cutting; process1 概述天然气切割指利用氧-天然气火焰将被切割的金属加热到能够剧烈燃烧的温度，再释放出高压氧气流，使金属进一步剧烈氧化燃烧，并将产生的熔渣吹掉形成切口的过程。
焊接百科49 氧燃气火焰切割
焊接知识TWI氧燃气切割-工艺和燃气焊接知识49狮子十之八九机械化切割1 概述氧燃气火焰切割是目前应用最为广泛的热切割工艺方法，其切割厚度可以从0.5毫米到250毫米，而且设备成本低，可手工也可机械化操作。
针对燃气特性进行喷嘴的设计，可以显著提高切割质量和切割速度等方面的性能。
2 工艺原理切割原理如图1所示，即氧气和燃气混合点燃所产生的火焰被用来将金属预热到它的“燃点”温度，对于钢来说，这个温度是700°C到900°C（亮红色的加热颜色），但远低于钢材的熔点。
然后，纯氧气喷射进入预热区域，使氧气和金属之间发生剧烈燃烧的放热化学反应，形成氧化铁或熔渣。
氧气射流同时吹走熔渣，使氧气流穿透材料并继续穿透下面的材料。
Oxygen 氧气Fuel gas and oxygen 氧气和燃气Heating flame 加热火焰Slag jet 熔渣图1 氧乙炔切割工艺示意图●实现氧燃气切割必须满足四个基本条件：——材料的燃点必须低于其熔点，否则材料会在切割前熔化并流淌。
——氧化物的熔点必须低于母材的熔点，这样才能用氧气流将其吹走。
——氧气流和金属之间的氧化反应必须提供足够温度，使材料继续燃烧。
——应产生最少的气体反应产物，以免降低切割氧气的纯度。
由于不锈钢、铸铁和有色金属形成难熔的氧化物，即氧化物的熔点高于材料，所以必须将粉末注入火焰中形成低熔点的液态熔渣。
●氧气的纯度切割速度和切割边缘质量主要由氧气流的纯度决定。
因此，喷嘴设计中，保护氧气流不受周围空气影响是至关重要的。
●燃气选择燃烧发生在两个不同的区域。
在内焰或一次反应中，燃气与氧结合形成一氧化碳和氢气，对于乙炔，反应为：2C2H2 + 2O2→ 4CO + 2H2火焰的二次反应或外部区域也会继续燃烧，空气中会提供氧气：4CO+2H2 +3O2→ 4CO2 +2H2O因此，燃料气的特征是：火焰温度—火焰的最热部分位于內焰区。
燃气氧气比—燃烧所需的燃气量，将根据火焰是中性的、氧化性的还是还原性的而变化。
氧气、乙炔、丙烷切割气分析比较
氧气、乙炔、丙烷切割气分析比较(总4页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除工业燃气切割气综合分析比较氧—乙炔切割(1)乙炔性质乙炔在纯氧中燃烧的火焰温度可达3100℃以上，是目前气割用燃气最为广泛的，应用量最大。
乙炔在常温常压下是一种无色气体，其相对分子量是26.038，密度为1.17lkg/m3。
乙炔与氧燃烧的化学反应式为：C2H2+2.5O2=2CO2+H2O+1302.7kJ/mol乙炔的燃烧热值(标准状态)：高热值：58502kJ/m3，低热值：56488kJ/m3乙炔的燃烧速度：7.5m/s(在纯氧中)，4.7m/s(在空气中)。
乙炔的点火温度为305℃。
乙炔分子中的碳与碳之间是不饱和的叁键。
所以乙炔化学性质很活泼，极容易发生燃烧爆炸事故。
使用中要严格按照安全操作规程进行。
(2)气割工艺参数氧-乙炔切割工艺主要是通过割炬和割嘴实现的。
割炬分为射吸式割炬和等压式割炬。
射吸式割炬大多为手工切割，等压式割炬大多为机器切割。
氧-乙炔火焰温度高，燃烧速度快，火焰集中，预热金属时间短，但容易导致切口上棱角烧塌。
(3)安全使用注意事项?由于乙炔化学性质很活泼，极易发生燃烧爆炸事故。
1)纯乙炔当温度大于200～300℃时即发生聚合反应。
发生聚合时温度升高很容易发生爆炸，爆炸时气体温度达到2500～3000℃，压力增大10～12倍。
压力愈高，则聚合过渡爆炸的温度愈低。
温度愈高，则聚合过渡爆炸的压力愈低。
为了解决乙炔的聚合爆炸的危险性，将乙炔溶解在丙酮里，装在有填料的专用溶解乙炔钢瓶中。
2)乙炔和铜或银及其盐类长期接触会生成乙炔铜或乙炔银，这两种物质都是极易爆炸的物质，因此规定制造乙炔器的零部件不能采用铜＼银及含量高于70％的合金。
3)乙炔中有氧存在时，其爆炸能力增大。
乙炔与空气或纯氧的混合物在常压下温度达到燃点即能爆炸。
乙炔在空气中的燃点为305℃，在空气中的爆炸极限是2.3％～80.7％，在氧气中的爆炸极限是2.3％～93％，所以乙炔储存时绝对避免混进空气或氧气占4)乙炔的爆炸性与装乙炔的容器的形状、大小有关，容器直径愈大愈容易爆炸。
气体切割原理及操作
气体切割原理及操作气体切割概要像裁剪师一样按照需要的尺寸裁剪出西服一样, 铁板加工作业中, 没有切割是不行的,时必不可少的一道工序;在焊接作业前,焊接材料的切割,焊接孔的加工,结合部的加热,以及气爆作业, 都是必不可少的;切割不是机械类的方式, 而是用热能将金属局部融化的一种方法;热切割中,有气体切割和电弧切割等方式, 气体切割是用氧气和金属氧化反应切断金属,电弧切割是利用电产生热的切割方法;原理和条件1气体切割的原理一般的切割是利用氧气的切割方法这是, 利用的火花是氧气乙炔火花或者氧气丙烷的火花,最近,氧气丙烷广泛的使用;气体切割氧气切割是利用铁和氧气的化学反应的一种切割方法;可以看到高温可燃的铁丝在氧气中可以燃烧,同样道理,需要切割的材料钢或者合金钢先预热850度---900度高压的氧气点燃的话, 预热部位可以燃烧,变成氧化铁;这是氧化铁熔点比母材要低,继续使用高压氧气气流传播的话,那个位置的形成像碎屑,产生切割条件;一旦开始切割,钢的燃烧热和预热火花加热可以产生连续性的切割;2气体切割条件一般而言,气体切割顺利的形成, 需要满足下面的的条件：●氧化反应激烈,发生大量的热●母材中不易燃烧的成分少●母材中燃烧,温度比熔点温度低铁的燃烧问题1350度,熔点温度1530度●氧化物或者炉渣可流通性好, 可以容易的从母材中脱离●氧化物或者炉渣的熔点温度比母材熔点问题低气体切割的方法1 切割影响的因素气体切割的好处和坏处是切割效率,切割面的外观,切割面的精度等来判断;切割影响主要的因素是,摩擦的大小和外观,氧气的压力,切割速度, 母材的材质和厚度,氧气的纯度,预热火花的强度, 温度, 距离和角度不同而不同2合金原料的影响碳C ：碳的含量低于%以下的钢容易切割,以上的切割为了防止硬化或者裂纹需要预热; 4%左右的含碳量是铸钢,粉末切割;硅SI 碳酸硅的熔点是1710度, 低的含硅量不影响切割, 但是含硅量高切割较为困难;锰：氧化锰的熔点为1785度, 普通钢中含有量没有大问题, 但是达到14%的锰钢和含碳量达到%的高猛钢,要预热才能切割;铬：氧化铬的熔点是2275度, 铬的含量低于5%以下, 钢的材料表面干净,比较容易切割; 铬的含量高于10%是高铬钢要粉末切割钼：Mo含量多切割困难钨：12%---14%的含量可以切割,20%以上切割困难铜：2%左右切割没有影响铝：10% 以上切割困难不锈钢：10%以上含铬不符合3 拖动线条原因：切割花下部矿渣的妨碍和氧气的污染,氧气的降速, 氧合作用低, 发生拖动线条阻力%= 阻力距离mm /铁板厚度mm 1004 切割速度切割氧气的压力高的氧气消耗量多, 切割速度差不多按比率增长,切割温度越高,能高速切割摩擦现象：氧气的纯度：切割作业用的氧气纯度为%以上氧气的纯度低于%的话, 切割作业效率集聚的的降低,比如说氧气的纯度低1%的话, 切割的速度会降低25%,氧气的消耗量增加25%5 预热的火焰1 白点情况用眼可以看到均匀的,没有问题, 通常发生的不良是有异物附着, 或者预热发生变形;●圆形,扩散的火焰虽然不是直接影响切割的因素, 但是会使切割的效率降低;火焰弯曲接触铁板,回事加热量减弱,圆形火焰走向变坏,对预热量也会产生不好的影响;扩散的火焰,火焰与铁板不是垂直的, 加热量变得弱;●粗细, 长度, 颜色不同的火焰预热的火焰圆周方向位置衰变,容易发生切割部分上面一侧融化的现象;这样是因为预热火焰均匀,火具好2 预热火焰太猛●切割面边缘融化不漂亮●后面粘较多矿渣●火焰倾斜掉落3 预热火焰太弱●切割速度减缓,容易切割停止●阻力变大,后面不容易通过●容易引起回火切割部位的各种性质1切割变形的发生切割中最大的问题是切割发生变形;这个是材料局部的加热和他伴随的收缩,塑性变形以及内部应力的发生;或者,切割中材料变形喷嘴和切割线不一致,产生的变形更加严重;所以在切割中, 有必要按照切割的顺序,或者材料固定,或者切割部位冷却抵消收缩变形,防止变形发生;2硬度分布和成分组成切割面是淬火的原因,硬度上涨,他的数值是依据碳的含有量,随着碳的含有量增加而增加,在切割面上,各成分中碳, 镍以及铜在切割周边移动,浓度大约在%~%增加的趋势,铬和硅有一点减少,热月是切割面硬度上升和防止这些成分有大的效果; 3切割的效率切割的效率计算如下：N=Tm v/V这里n 表示：切割效率v 表示：切割速度Tm 表示：最大切割铁板厚度V 表示：使用碳含量这其中切割最厚的铁板,考虑喷嘴的出口, 氧气的压力5~6KGF/CM2 ,切割效率最好的氧气压力是4~5kgf/cm2可视情况的识别方法1 宽屏气流原来气流是,在园上靠近切割氧气孔喷出的气流,不管在哪个截面上都能形成圆,但是切割氧气气流的截面有形成椭圆的情况;这样的气流作为宽屏气流,下面说的不包含扩散的情况,如果向椭圆长轴方向切割,切割性会大大的减少;这个原因, 如果是熟练的操作者直线切割的情况,会创造出和这个方法类似的条件切割;但是,例如X方向的切割面好, 但是Y 方向的切割面不好,根据切割方向切割面的品质有变化,可以看做是火具全部是不良品;和这个一样,宽屏气流的原因是切割氧气孔的变形,火具的清扫问题而发生的;2 扩散气流扩散气流状态, 一般是气流不够,类似的情况用火具切割时,切割性能减少的原因,有不能切割的情况,通常使用的火具的气流是集中的, 扩散的气流是由于火具的末端或者切割氧气有异物附着造成的;所以,要清理切割氧气孔,就能全部正常;如果清扫不修理,切割氧气球,或者切割氧气孔变形;有问题时要仔细查看火具的切割氧气孔; 如果,用肉眼能看到缺陷, 一般不能修理,首先清理附着在氧气孔上的炉灰,只是清扫的话不能矫正气流,火具的前端没有问题时, 点火,切割氧气的压力慢慢调整看;这个过程中,正常的气流调整后, 这是的压力就是合适的压力;例如,STRAIGHT 火具,切割的氧气压力是6KG/CM2 这个气流正常的话,这个火具清扫等, 切割氧气孔变宽,根据这个切割氧气的压力,能呈现好的切割面;3 乱流乱流是STRAIGHT 火具的低的型号上发生的情况较多;同城切割氧气压力低时发生,这个状态切割的话, 大约会降低10%--30%的速度;这种情况,切割氧气的压力CM2 左右升高,可以得到好的切割性能;4 过压气流过压气流出现时, 切割氧气的压力高;根据切割氧气的压力降低,能得到正常的气流;低的程度, 气流中圆形的, 没有凹凸是最好的切割氧气压力;和以上一样,可视气流是种类不好的一种状态;可视气流的长度是小的情况,他大部分的原始是, 扩散气流的原因,好的火具也换的判断时,只有可视气流的长度,是可以判断出是好的火具还是坏的火具;●以上4个种类不能全部涵盖, 可视气流150MM 以上,好的火具可以实现;火花调整以下的方法是通用的方式, 依照个人的习惯可以调整1 预热火焰的调整一. 点火的顺序点火的方法分为初学者以及熟练者两种１初学者的点火方式喷枪栓塞关闭状态,氧气以及液化气等压力规定的压力慢慢升上来,太多的升高的话喷枪稍微打开降低压力,这样的情况喷枪栓塞再次关上;首先, 可燃性的气体的喷枪栓塞打开1/4 ,规定的点火机器点火,这时火焰提高, 再快速进入下面的操作然后,将预热氧气的栓塞稍微打开随意的调整可燃性气体,进行氧气的顺序调整最后,打开可燃性的气体栓塞,将氧气的栓塞调整为中性焰2. 熟练者的点火方式将喷枪的栓塞关闭,氧气或者天然气的压力调整到规定眼里值,太多的提高,可以稍微打开喷枪的栓塞;这种情况将喷枪的开关再次关闭氧气开关稍微打卡,释放氧气,氧气的喷出量徒手大约10MM 处感觉的气流;即便是熟练但是最好也在打开状态下进行;然后, 可燃性气体开关打开1/4 ,用点火器调货, 这时,气体的开关平常的量太少的话,可能会有回火的情况;最后,打开可燃性的气体栓塞,将氧气的栓塞调整为中性焰●. 灭火的顺序可燃性安全阀快速的关闭,高压氧气开关一会后再关闭;自动点火的情况一次点火调整好的开关,在上游层是指好的停止开关或者用电子开关来控制气体的开关,达到灭火的目的2火焰的调整1放可燃性气体时,点火和周围空气混合燃烧呈现红色的火焰;这个火焰喷出的速度缓慢一定会向上面的方向上来;注意不要烧伤, 长时间使用, 火具以及喷枪受热,接下来释放氧气的瞬间会回火, 需要快速的释放;2然后,少量的氧气释放的话, 在火具前端附近会有绿色的火焰出现3在释放一些氧气,火具前端形成环形部分;环形部分是吹出的内焰;内焰没有聚在一起,前端部分形成像毛刺一样的形状;这个状态的火焰叫做碳化焰;4更多的氧气释放的话, 内焰的毛刺会消失,火具的预热火焰出口形成比较明显的圆形的亮度, 夹缝的状态很干净光顺,这个状态叫做中性焰,通常的切割,加热,最少的状态;火具前端形成的部分叫做白点,白点的长度与火具的样式,各制作厂家的制作不同而不同, 但是切割一般的火具00-1号,白点的长度是6—8mm. 2—3号的是7—9mm,4—6号是8—10mm.5 在中性焰的状态下,释放更多的氧气,变得不耀眼,白点部分变成纯白透明;这个状态叫做外层焰; 这个状态下加热量加强,但是切割时容易在上面形成锈3 切割氧气的调整切割火具的调整, 喷枪入口压力的调整,可视气流的状态形成正确的状态没有问题; 一般切割氧气的压力慢慢的增加,如下图片中出现的气体形态,气流的形态不好的话, 切割氧气孔需要清理即便火具的清扫后, 指定的压力工作还不正常的话, 火具有损伤或者氧气的压力不对都有可能;特别是,氧气的压力是软管或者管子链接的,有压力损失的情况,喷枪入口处的压力值需要测量;这个方法不太容易实现, 需要考虑损失的压力进行调整提供;切割结果的原因和对策方案气体切割的质量是按照WES-28制定;各切割面的品质根据切割图纸展现上面的光洁度, 平面度,矿渣的附着等;这个品质不好的情况整理出原因和对策方案;1）上面的锈●预热火焰太强发生●切割材料温度过高发生2 对策●预热火焰太强的变现是气体流量整体太多, 或者火焰的形态氧气过多,可以重新调整压力, 将火焰调整至中性火焰;●材料的温度过高情况, 将气体压力调整至20%--40%,这种状态下预热氧气释放的话可以调整火焰;别的方法,在切割材料上撒水也可以;这样状态下,撒的水不要进入到切割氧气中;2 切割面的波浪形状1原因切割氧气的压力调整没有达到火具的切割氧气口有不纯物质切割速度太快火具高度太高. 切割氧气的纯度低2 对策切割氧气的压力确认,火具制作商制定的氧气压力对照为了去除火具的缺陷,切割氧气孔清扫切割速度和火具号码,切割铁板的厚度对应起来,火具制作单位提供的切割速度, 各机械,设置条件,切割材质等有最低状态,依据这个,钢材的表面状态,火具高度等调整必要的速度;更换火具实验下,更换后问题解决了,说明是火具问题, 特别是切割孔变形的情况更应该考虑这方面的问题;以上的处置也不能解决的话, 是切割氧气纯度问题;3 切割面粗糙切割面粗糙是切割氧气气流和切割材料的原因1）原因●切割氧气压力过高●火具有不纯物●切割速度太快●使用火具号码和切割材料厚度不一致●火具高度和切割速度的关系不一致●切割材料特殊2 对策基本上可以按照波浪形状的问题解决,特别是火具的号码太大的情况, 对切割面粗糙度有很大的影响;号码小的话, 切割速度低但是切割可以避免粗糙4 炉渣的附着1 原因切割氧气压力过高火具有不纯物切割速度过快火具高度和切割速度不一致切割材料的温度过高切割氧气的纯度过低切割材料特殊对策基本上按照出现波浪形态的方法确认,切割材料的温度上升的话,矿渣容易附着,切割材料温度上升的话, 可以利用水冷的方式可以减少矿渣的附着;5 容易产生凹槽,但切割面良好1）原因●预热火焰太弱●切割材料表面状态不好●切割材料特殊2）对策●预热火焰太弱,切割材料的表面状态细小变化以及材料或者机械本身震动,产生切割凹槽,这种情况是预热气体量太多;●镀锌铁板上附着锌,妨碍切割, 是导致切割凹槽的发生原因,一般来说,比指定压力值高倍,会增强预热量;还有切割中,锌蒸发火具状态不好,需要经常清扫火具;●铁板黑皮掉下来,有很多锈,预热火焰加热时,黑皮掉下来,切割凹槽的情况会发生,或者考虑到上面有锈,加热火焰的强度也是切割的一种方法;6火具点火状态火焰不安全1原因火具预热孔变形预热气体的过大以及调整不良液体机器的震动2 对策●火具前端的变形需要更换●预热气体量再调整●这些都没有问题的话, 考虑逆止阀开关流量计等液体通过的机械震动;用手摸下逆止阀的开关;这是手能感觉到震动,内部的开关震动;流量计用眼睛观察浮筒,浮筒上下浮动的话液体震动,发生共振;这是可以先熄火,在点火确认, 如果还是不能修理, 就需要更换设备;还有机械的震动和液体一起共振,气体流量或许发生变化,或者停止,以及气体流量, 减少变化消失为止,可以用这样的方法解决;7 时间变化,火焰变化1原因提供气体的压力变化3）对策气体压力变化时,观察点火状态的燃料气体,预热氧气的调整,压力的调整, 有压力变化时,管路, 储存量不足,以及调整开关有故障;先看管路和气体容量,如果都确认无问题, 那就是压力调整开关有问题;火具的修理方法上面说过火具如果不好了, 能修理到正常状态;火具维修是切割氧气火焰的清扫和预热火焰孔或者SLIT的清扫,可以增加火具的寿命、;1）切割氧气孔的清扫切割氧气孔清扫时,用制作商配的清扫针,一般的是PIANO 5—6CM ,也有特殊制作的;车间经常分开火具的枪头,清扫切割氧气孔并观察, 这是个好的方法;那是灰尘或者异物粉末进入切割氧气孔,切割氧气孔堵塞的原因;将针插入清扫切割氧气球,让它不堵可以清扫;清扫前需要确认火具的气流属于那种情况;1）宽屏气流的清扫气流的宽度窄的方向用针上下搅拌2）扩散气流的清扫火具端面黄铜刷子清扫后,用针插入垂直上下3）乱流的清扫用针在切割氧气球的周围轻轻的均匀的上下搅拌,清扫结束的火具点火重新确认压力,正常的话可以作业4）预热孔的清扫1）用乙炔火具是, 一般预热火焰出口部位和切割氧气球一样,预热氧气送出去,用清扫针上下移动;这时乙炔一定要关闭,RING型预热的情况,末端部分用铜刷清扫;不用这个修理,打开火具的盖子,用刷子清理内部的异物;RING型的火具,重新安装时要注意按照宽度圆周均分安装;2）丙烷火具的清扫丙烷火具是预热火焰喷出部位形态是SLIT 型,摘掉火具的通风口,火具的盖子去掉后,用铁丝清扫;用刷子清扫的时候, 要注意不要将刷子上的毛掉落;用铁质的刷子清扫的话, 会缩短机械的寿命;可燃性气体的比较1 乙炔和丙烷的比较丙烷和氧气的比例是1: ; 乙炔和氧气的比例是1:1乙炔：1 点火容易2. 容易形成中性焰3. 切割开始时间快4. 表面影响少5. 切割薄板容易6. 氧气或者比例1 ：1丙烷：1. 切割上部边融化少2. 切割面细小,干净3. 矿渣去除容易4. 切割速度比乙炔要快5. 厚板切割时比乙炔快6. 和氧气混合比例1 ：。
焊接用气体
焊接用气体焊接用气体主要是指气体保护焊（二氧化碳气体保护焊、惰性气体保护焊）中所用的保护性气体和气焊、切割时用的气体，包括二氧化碳（CO2）、氩气（Ar）、氦气（He）、氧气（O2）、可燃气体、混合气体等。
焊接时保护气体既是焊接区域的保护介质，也是产生电弧的气体介质；气焊和切割主要是依靠气体燃烧时产生的热量集中的高温火焰完成，因此气体的特性（如物理特性和化学特性等）不仅影响保护效果，也影响到电弧的引燃及焊接、切割过程的稳定性。
1．焊接用气体的分类根据各种气体在工作过程中的作用，焊接用气体主要分为保护气体和气焊、切割时所用的气体。
1.1 保护气体保护气体主要包括二氧化碳（CO2）、氩气（Ar）、氦气（He）、氧气（O2）和氢气（H2）。
国际焊接学会指出，保护气体统一按氧化势进行分类，并确定分类指标的简单计算公式为：分类指标=O2%+1/2CO2%。
在此公式的基础上，根据保护气体的氧化势可将保护气体分成五类。
Ⅰ类为惰性气体或还原性气体，M1类为弱氧化性气体，M2类为中等氧化性气体，M3和C类为强氧化性气体。
保护气体各类型的氧化势指标见表1。
焊接黑色金属时保护气体的分类见表2。
1.2 气焊、切割用气体根据气体的性质，气焊、切割用气体又可以分为两类，即助燃气体（O2）和可燃气体。
可燃气体与氧气混合燃烧时，放出大量的热，形成热量集中的高温火焰（火焰中的最高温度一般可达2000～3000℃），可将金属加热和熔化。
气焊、切割时常用的可燃气体是乙炔，目前推广使用的可燃气体还有丙烷、丙烯、液化石油气（以丙烷为主）、天然气（以甲烷为主）等。
几种常用可燃气体的物理和化学性能见表3。
6.2 焊接用气体的特性不同焊接或切割过程中气体的作用也有所不同，并且气体的选择还与被焊材料有关，这就需要在不同的场合选用具有某一特定物理或化学性能的气体甚至多种气体的混合。
焊接和切割中常用气体的主要性质和用途见表4，不同气体在焊接过程中的特性见表5。
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艺性 能 进行 了对 比研究 ， 得 了初步 的结果 。 取
使 用天 然气 的安全 性 比 乙炔 高 。 墨
８ ９８ ９． ５．９ ６
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然 气 火焰 氧化 性 强 ， 于低 碳 钢 ， 一 般 氧一 乙炔 对 用 焊 炬 和 丁艺 进行 焊接 十 分 困难 ， 很难 获得 良好 的焊
接 质量 。 一方 面 ， 然气 在 空气 中的爆 炸 范 围小 ， 另 天 燃 烧 速度 慢 ， 此 ， 炸 、 火 的可 能性 比 乙炔 小 ， 因 爆 回
（ 南 工 学 院 机 械 工 程 系 ， 南 衡 阳 ４ １０ ） 湖 湖 ２０ ８ 摘 要 ： 究了氧一天然气金属切割和焊接技术。 研 结果表明： 通过设计出优质快速切割喷嘴和双层焊接
焊 炬 ， 用合 适 的切 割 和焊接 工 艺规 范和措施 ， 采 氧一 天 然气切 割 和 焊接技 术能 获得 良好 的切 割 质量
维普资讯
第３ ７卷 第 ３期
２０ ０ ７年 ３月
雹焊墩
Ｅ ｅｔｉ ｅｄｎ ｃｉ ｅ ｌｃｒ Ｗ ｌｉｇＭａ ｈｎ ｃ
Ｖ０ ＿７ Ｎｏ３ ｌ ． ３
Ｍａ ． ０ ７ ｒ ０ ２
氧一 天 然 气 切 割 和 焊 接 技 术 研 究
杨 国 辉
ｃ ｔｎ ｐｒ ｏ ｚｅ ａ ｏ ｂｌ ｄ ｋ ｅ ａ ａｅ ｆｏ ｏ ｙｇ ｎ ｗｅ ｄ ｎ ｏｃ ｎ ｄ ｔｎ ｕｔ ｂｅ ｃ ｔｉｇ ａ ｄ ｗｅｄｉｇ ｐｒｃ ｓ ａ ａ ｔｒ ｕｔ ｇ ｓ ａｙ ｎ ｚ ｌ ｎｄ ｄ ｕ ｅ—ｅｃ ｓ ｐ ｒ ｔ ｗ ｘ ｅ ｌ ｉ ｇ ｔ ｒｈ ａ ｄ ａ ｏｐｉ ｇ ｓ ｉａ ｌ ｕｔｎ ｎ ｌ ｎ ｏ ｅ ｓ ｐ ｒ ｍｅ ｅ ｉ ｌ
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在 此 ， 天 然 气 切 割 与 氧 乙炔 切 割 和 焊 接 的 工 对
由表 ２可 见 ， 天然 气 和 乙炔 相 比 ， 有效 热 值 其
比 乙 炔 低 ， 焰 温 度 低 ， 率 小 ， 烧 速 度 慢 ， 给 火 能 燃 这 使 用 天 然 气气 割 和 焊接 造 成 一定 的 困难 ； 时 ， 同 天
我 国 天然 气 资 源非 常 丰富 ， 价格 低 廉 。 随着 西
气东输 工程 的建 成 ， 天然 气在 工业 上 的大 量应 用 将 成 为可 能 ， 天 然 气代 替 耗 能大 、 用 成本 高 的 乙炔 进 行 钢 材 的 切 割 ， 以产 生 较 好 的经 济 效 益 和 社 会 可 效益。 但采 用 天 然气 做 切 割和焊 接 燃 料报 道 较少 。
和 焊 接 质 量 ， 能 满 足 一 般 效 率 要 求 ； 氧 一 乙 炔 气 体 相 比 ， 一 天 然 气切 割 和 焊 接 技 术 成 本 最 低 ， 且 与 氧
具有 显著 的推 广应 用价值 。
关键词 ： 氧一天然气； 切割； 焊接 ； 技术 中 图分 类 号 ：Ｇ ４ ＋ Ｔ ４６２ ． 文 献标 识 码 ： Ｂ 文 章 编号 ： ０—） －０ １０ ０ ２ ０
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