焊接技术培训教材
冷拔车间
主编： 张富元
焊接技术培训教材
金属结构的联结方法可分成两大类：一类是机械联结，是可拆卸的，也叫非永久性联结，
如螺栓联结、键联结等。另一类是永久性联结，其拆卸只能在毁坏零件后才能实现，如铆接、焊接等。焊接是利用两个物体原子间产生的结合作用来实现的，联结后不能再拆卸。焊接是目前应用极为广泛的永久性联结方法之一。
第一章 焊接方法及设备
焊接是指通过加热或加压，或两者并用，使用或不用填充材料，使工件达到结合的一种方法。 按照焊接过程的特点，焊接分为熔焊、压焊、和钎焊三大类，每一类依据工艺特点又分为若干不同方法。 ┌药皮焊条电弧焊 1 ├ 埋弧焊 ┌氩弧焊 2 ┌电弧焊─┼气体保护电弧焊─┤ 3 │ ├药皮焊丝电弧焊 └CO2气体保护焊 4 ┌ 熔焊 ┼电渣焊 └等离子弧焊 5 │ ├电子束焊 6 │ ├激光焊 ┌氧乙炔焰焊 7 │ ├气焊───┼氢氧焰焊 8 │ └铝热焊 └空气乙炔焰焊 9 │ ┌锻焊 10 │ ├摩擦焊 11 焊接┤ ├冷压焊 ┌点焊 12 │ ├电阻焊──┼缝焊 13 ├压焊─┼高频焊 └对焊 14 │ ├爆炸焊 15 │ ├超声波焊 ┌火焰钎焊 16/18 │ └扩散焊 ├烙铁钎焊 17/19 │ ├感应钎焊 20 └钎焊─————————————┼电阻钎焊 21 ├盐浴钎焊 22 ├炉中钎焊 23 └真空钎焊 24 1、熔焊：是将待焊处的母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法。按照热源形式不同，熔焊基本方法分为：电弧焊、电渣焊、电子束焊、激光焊、气焊及铝热焊等若干种。
1.1、电弧焊： 是指利用电弧作热源的熔焊方法，简称弧焊。电弧焊有许多方法，包括手弧焊、埋弧焊、钨极惰性气体保护焊、熔化极气体保护焊、等离子弧焊等基本焊接方法。
第一节 手弧焊设备
手弧焊是用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法。
1、手弧焊机 ： 手弧焊机可分四类：弧焊变压器、弧焊发电机、弧焊整流器和弧焊逆变器。除弧焊变压器属交流电源之外，其它三类均是直流电源。
弧焊变压器通过增大主回路电感量而获得下降特性。根据可调感抗的方式，弧焊变压器可分为串联电抗器式和增强漏磁式弧焊变压器两类。增强漏磁式弧焊变压器又分为动圈式、动铁芯式和抽头式。目前已较少采用串联电抗器式的弧焊变压器作为手弧焊电源，而大多作为埋弧焊电源。手弧焊弧焊变压器的技术数据（见表）。 直流弧焊发电机国家已明文规定淘汰，现在只有野外作业还使用内燃机驱动的弧焊发电机。 弧焊整流器是将交流电通过变压、整流滤波变为直流电的弧焊电源。手弧焊常用的弧焊整
流器有动铁芯（或动圈式）、抽头式、晶闸管式和磁放大器式等。
弧焊逆变器是弧焊电源的新发展，它利用逆变技术研制的一种具有发展前景的弧焊电源。弧焊逆变器的特点是：体积小、质量轻；高效节能；焊接工艺性能好。
直流弧焊电源的技术指标比较
以下。选用焊机时，可根据焊接产品所需的焊接电流范围和实际负载持续率来选择焊接容量，
即焊机的额定电流。还可根据焊条涂层（药皮）类型选择焊机种类：低氢钠型焊条必须选用直流弧焊机，以保证电弧稳定燃烧；酸性焊条虽然交直流均可使用，但一般选用结构简单且价格较低的交流弧焊机。 2、焊条
焊条由焊芯和涂层（药皮）组成。手弧焊时，焊芯采用焊接专用的金属丝（焊丝），它既是电极又是填充金属。涂层是矿石粉末、铁合金粉、有机物和化工制品等原料按一定比例配制后压涂在焊芯表面上的一层涂料。
焊条按其熔渣性质分为酸性焊条和碱性焊条两大类。熔渣以酸性氧化物为主的焊条称为酸性焊条。熔渣以碱性氧化物和氟化钙为主的焊条称为碱性焊条。在碳钢焊条和低合金钢焊条中，低氢型焊条是碱性焊条（焊条牌号的最后一位数是药皮牌号：6是低氢钾型，可交直流两用，（交流焊时空载电压要大于70V）；7是低氢钠型，用直流反接法；其它涂料类型的焊条均属酸性焊条，如J422、J502等是钛钙型药皮，交直流两用。
焊条有型号和牌号的编号方法，两者名称不一，其表示意义如下： 1）、 焊条型号编号方法：
E —表示焊条，前两位数字表示熔敷金属的抗拉强度最小值（单位Kg/mm），对应计算钢材强度时，需换算成MPa；第3位数字表示焊接位置：0和1表示可以全位置焊接，2表示焊条适用于平焊和平角焊，4表示向下立焊；第3位和第4位数字组合时表示焊接电流种类及药皮类型。第4位数字后附加“R”表示耐吸潮焊条，附加“M”表示耐吸潮和力学性能有特殊规定的焊条。例1：E4315，表示低氢钠型焊条，适用于全位置焊接，电流种类为直流反接，熔敷金属抗拉强度≥420MPa(43Kg/mm²)。例2：E4316，表示低氢钾型焊条，适用于全位置焊接，电流种类为交流或直流反接，熔敷金属抗拉强度≥420MPa(43Kg/mm²)。E4328表示铁粉低氢型焊条，适用于平焊、平角焊，电流种类为交流或直流反接。 2）、 焊条牌号介绍：
1、结构钢焊条：牌号前加“J” ○（或“结”字），表示结构钢焊条，随后的两位数字表示焊缝金属的抗拉强度等级，牌号的第三位数字，表示药皮类型和焊接电源种类；在牌号后加的字母注明增加的主要元素符号或用途的拼音字母。例如：J422表示—结构钢焊条，焊缝抗拉
2、强度420MPa，钛钙型药皮，交直流两用。○钼和铬钼耐热钢焊条，在牌号前加“R”或“热”，
牌号的第一位数字表示熔敷金属主要化学成分组成等级，第二位数字表示在组成成分中的不
3、低温焊条前加“W”或“温”4、不锈同牌号，第三位表示药皮类型和焊接电源种类。○。○
钢焊条牌号前加“G”或“铬”表示铬不锈钢焊条，如G202表示含铬13%的铬不锈钢焊条；加“A”或“奥”表示奥氏体不锈钢焊条，如A102是含Cr约12%，含Ni约10%的交直流两
5、堆焊焊条加“D”或“堆”用不锈钢焊条。○，后面两位数表示堆焊焊条的用途或热敷金属6、铸铁焊条：例如Z308，是石墨型药皮的纯镍铸铁焊条，交直流两用。○7、有成分类型。○
色金属焊条：Ni1××表示纯镍焊条，T1××表示纯铜焊条，L1××表示纯铝焊条。 3、电弧辐射的防护
焊接电弧可产生3000°C以上高温，电弧辐射主要产生可见光、红外线和紫外线三种射线。其中紫外线能强烈地刺激和损害眼睛、皮肤。只要受到短时间的照射，也可能引起眼睛发炎（俗称“电光性眼炎”）。皮肤受到紫外线照射,先是奇痒、发红、疼痛,以后发黑、脱皮。 电弧辐射的防护 1）、在作业区严禁直视电弧。
，要穿着焊工
专用工作服和鞋，工作场地 应用围屏或挡板与周围隔开，当周围有其他人员时，
焊工有责任提请他们防护。
4、焊接工艺
手弧焊常用的基本的接头形式有：对接、搭接、角接和T形接。坡口是根据设计或工艺需要，将工件的待焊部加工成一定几何形状经装配后构成的沟槽。
焊缝符号：
焊缝是机械产品中常见的一种结构，在技术图样
中通常表明焊缝的坡口形式、尺寸、焊缝长度、段数等内容。焊缝符号表示法一般由基准线（两条平行的细实线和虚线，代表钢板的两个面，如果两面都焊，也可不画虚线），箭头线（细实线）和基本符号组成，
必要时还可以加上辅助符号、补充符号和焊缝尺寸符
号。
焊缝的基本符号
第二节 手弧焊基本操作技术
一、 引弧
引弧有划擦法和碰击法两种：划擦法引弧与划火柴动作相似，让焊条端部在焊件表面轻轻擦过，而引起电弧。碰击法是将焊条垂直地接触焊件表面，当形成短路后，立即将焊条提起，产生电弧。划擦法引弧较容易掌握，但是使用不当时会擦伤焊件表面。为了减少焊件表面损伤，应在坡口内划擦，划擦长度以20~25毫米为宜。碰击法的动作太慢时，会发生焊条粘在工件上。当发生粘焊条时，应迅速左右摆动焊条，使与焊件脱离，如不能脱离，应立即使焊钳脱离焊条，切断电流，以免短路过久而损坏焊机。
在引弧时，钢板比较凉，焊条药皮还没有充分发挥作用，会使起点处焊缝较高而熔深浅，并易产生气孔，所以通常在焊缝起点后面10毫米处引弧，引燃电弧后拉长电弧，迅速移至焊缝起点进行预热，预热后再将电弧压短（酸性焊条的弧长约等于焊条直径，碱性焊条为焊条直径的一半左右）进行正常焊接。
二、 运条
(一)、基本动作：电弧引燃后，焊条要有三个基本动作才能使焊缝良好成型。这三个运动是：向熔池送进；沿焊接方向移动；作横向摆动。
1、焊条向熔池作逐渐送进，主要是用来维持所要求的电弧长度。
2、焊条沿焊接方向移动用以形成焊缝。如移动速度过快，则焊缝熔深就浅，易造成未焊透或未熔合；如移动过慢，会使焊缝过高，工件过热，变形增大或烧穿。
3、焊条的横向摆动，不仅可以使焊缝的宽度达到要求，而且还可以用来控制电弧对工件各部位的加热程度，以获得合乎要求的焊缝成型，同时还有利于熔池中熔渣和气体的浮出。 (二)、运条方法
在实际生产中，焊工常用的有锯齿形和月牙形，焊条末端作锯齿形或月牙形连续摆动，并在焊缝两侧稍停片刻，以防止咬边。这种方法多用于较厚钢板的平焊、立焊、仰焊的对接焊缝和立焊的角接焊缝。环形运条法多用于平、仰位置的角焊缝和横焊的对接焊缝。8字形运条法常用于多层焊的最后覆盖层。斜锯齿形多用于横焊缝的对接焊缝。三角形法多用于立焊的角焊缝。此外，在焊多层焊的底层缝时，还常采用直线往返形运条法。
(三)、焊缝的连接与收尾
焊缝连接的型式有四种：相背接头、相向接头、分段退焊接头和中间接头。 1、 相背接头： 要求在焊前段焊缝时起头处要略低些，而在焊后段焊缝时，应在前段焊缝起头处略前引弧，再拉至前段起头处进行焊接。
2、 相向接头： 后焊焊缝焊到前段焊缝的结尾处时，焊接速度应略慢些，以填满前段焊缝的弧坑，然后以较快的焊接速度再略向前焊一些再熄弧。
3、 分段退焊接头 同样要求前段焊缝起点处略低些，接头方法与上一种基本相同。 4、 中间接头 接头方法是在弧坑稍前处（约10毫米）引弧，然后将电弧移到原弧坑的三分之二处，填满弧坑后再向前焊接。在接头时换焊条的动作要快，在弧坑尚未冷却时进行接头，可以使连接处外形美观。
当焊缝焊完时，应有一个收尾动作。一般收尾动作有以下几种：
1、 画圈收尾法 电弧在焊缝收尾处作圆周运动，直到填满弧坑时再拉断电弧。此法适用于厚板焊接，对于薄板则有烧穿的危险。
2、 反复断弧收尾法 在焊缝收尾处，在弧坑上反复熄弧、引弧数次，直到填满弧坑。此法适用于薄板和大电流焊接。但用碱性焊条时不宜采用，否则容易产生气孔。
3、 回焊收尾法 电弧在焊缝收尾处停住，同时改变焊条角度回焊一小段，然后慢慢拉断电弧。此法适用于碱性焊条。
第三节 手工电弧焊工艺
一、焊接规范的选择
手弧焊时，焊接规范是指焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度和层数。焊接规范对于焊接生产率和焊接质量有很大的影响，因此必须正确选择。
(一)、焊条直径的选择
焊条直径的选择主要取决于被焊工件的厚度。另外还应考虑接头形式、焊缝位置、焊接层次等。
厚度愈大，要求焊缝尺寸也愈大，应选择直径较大的焊条。焊接平焊缝用的焊条直径应比焊接其他位置大一些，立焊、横焊、仰焊时焊条一般不超过4毫米，以免由于熔池过大，使熔化金属下淌。在厚板多层焊时，为了防止根部焊不透，第一层焊缝应采用直径较小的焊条，以后各层可适当选用较大直径焊条。
焊接电流的选择主要取决于焊条直径。同时还考虑工件厚度、接头形式、焊缝位置、焊条性质等。
焊接电流与焊条直径的关系，可根据下面经验公式选择：I=(30~50)d；(d为焊条直径)，平焊时，可以选择较大的电流进行焊接，经验公式取上限；立焊的电流相应要比平焊的电流减少15%左右，仰焊要比平焊减少10%左右。一般在使用碱性焊条时，焊接电流要比酸性焊条小一些。
在实际工作中，可从以下几个方面来判断电流选得是否合适：
1、 看飞溅 电流过大，电弧吹力大，可看到有大颗粒的铁水向熔池外飞溅，焊接时
爆裂声大。电流过小时，电弧吹力小，熔渣和铁水不易分离。
2、 看焊缝成形 电流过大时，熔深大，焊缝低，两边易产生咬边。电流过小时，
焊缝窄而高，且两侧与母材熔合不好。
3、 看焊条情况 电流过大时，焊条烧了大半根后，所剩部分会发红。电流过小时，
电弧不稳，焊条易粘在工件上。
(三)、电弧电压和焊接速度的掌握
手弧焊时，电弧电压和焊接速度是由焊工根据具体情况灵活掌握，其原则：一是保证焊缝具有所要求的尺寸和外形；二是在保证焊缝质量的前提下，提高焊接生产率。
电弧电压主要决定于弧长，一般要求弧长不超过焊条直径，相应的电弧电压在16~25伏之间。电弧过长，易飘荡，飞溅增加，易产生气孔、咬边、焊不透等缺陷。 二、 各种位置焊缝的焊接技术
不同位置焊缝的施焊难易程度是不一样的，故焊接操作技术和焊接规范也有不同，如下： (一)、平焊 平焊时，熔滴主要靠自重过渡。操作比较容易。允许用较粗的焊条和较大电流，生产率高。因此应尽量设法使焊缝处于平焊位置。
1、对接平焊 钢板厚度小于6毫米时，一般不开坡口。可采用单面焊或双面焊，双面焊时要求正面焊缝熔深达到焊件厚度的2/3，焊后将工件翻过来铲除清根，进行封底的焊接。对于不重要的焊件，焊封底焊缝时可不必清根。
焊接时焊条应对准焊缝的间隙，焊条角度与焊接方向的夹角约65°~80°。
焊接正面焊缝时运条速度应慢些，以获得较大的熔深和宽度。焊封底焊缝时速度稍快些，以获得较小的宽度。
开坡口的对接平焊，可采用多层焊或多层多道焊，底层焊缝应选用直径较小的焊条，坡口间隙较小时可采用直线运条，坡口间隙较大时则采用直线往复运条，可避免烧穿；以后
各层可选用较大直径的焊条，均可采用月牙形和锯齿形运条法。焊条摆动时应在坡口两边稍作停留，以防产生熔合不良和夹渣等缺陷；为了保证质量，焊道与焊道之间要有一定的重叠。层与层之间的焊缝接头也应相互错开。
2、角接平焊
平角焊时，由于立板熔化铁水往下流，易形成咬边、下垂等缺陷，操作时应灵活掌握焊条的角度。如在焊接两块厚度不同的钢板时电弧要偏向厚板的一边，使两板受热均匀。
一般焊角尺寸不大于6毫米时，可采用单层焊；当焊角尺寸大于7毫米可采用多层焊及多道焊。为了避免咬边和焊角不均，可将工件转成“船型”位置进行焊接。
(二)、立焊
立焊时由于熔化金属受重力的作用容易下淌，使焊缝成形困难。需采取如下措施： 1、一般采用小直径的焊条(4毫米以下)和较小的电流(比平焊小10~15%)。
2、采用短弧焊，利用电弧吹力托住铁水，同时短弧也有利于焊条熔化金属向熔池过渡。 3、采用合适的操作方法。普通焊法采用由下向上的立焊,焊条角度与钢板夹角为60~80° 常用的运条法有跳弧法和灭弧法。跳弧法就是当熔滴脱离焊条末端，过渡到熔池后，将电弧向上提起，让熔化金属迅速凝固，随后将提起的电弧拉回熔池，使熔滴过渡到熔池后，再提起电弧。如此不断地重复，就能由下而上形成焊缝。灭弧法就是当熔滴从焊条末端过渡到熔池后，立即将电弧熄灭，使熔化金属有瞬时凝固的机会，随后重新在弧坑引燃电弧，这样交错地进行，一般灭弧法在收尾时应用较多。
对于开坡口的对接立焊，一般采用多层焊，第一层可采用上下摆焊的运条法，选用较小直径的焊条，施焊时，在熔池的上端，要熔穿一个小孔以保证焊透。以后各层可采用横向摆动来加宽焊缝。
(三)、横焊
横焊时，熔化金属在重力作用下易下流，使焊缝上边出现咬边，下边出现焊瘤和未焊透等缺陷。因此，应采用短弧，较小直径的焊条和较小的焊接电流及适当的运条法。
板厚为3~5毫米时一般不开坡口，焊接时宜采用3.2或4毫米直径的焊条，焊条角度与钢板及焊接方向约75°~80°。当工件较薄时，可采用直线往返运条法，以借焊条向前移动的机会使熔池得到冷却，防止烧穿和下流。当焊件较厚时，可采用直线型或小斜环形运条法，以获得合适的熔深。焊接速度应稍快些，以避免咬边和焊瘤。封底焊时可用3.2毫米直径的焊条，电流可稍大些，采用直线型运条法。开坡口的对接横焊，其下板不开坡口或坡口角度要小于上板，这样有利于焊缝成形。
(四)、仰焊
在仰焊时，由于重力的影响，焊条熔滴过渡和焊缝成形都很困难。仰焊时，必须保持最短的电弧长度，以使熔滴在很短的时间内过渡到让熔池中，为了减小熔池面积，使焊缝容易成形，焊条直径和焊接电流的选择要比平焊时小些。
当焊件厚度为4毫米左右时，可不开坡口对接，一般选用直径3.2毫米的电焊条，焊条角度与焊接方向约70°~80°。当焊件厚度大于5毫米的仰对接焊时，一般都开坡口。开坡口的对接仰焊缝可采用多层或多层多道焊。
第四节 手工电弧焊的安全操作技术
1、焊机必须有良好的绝缘和可靠的保护接零或保护接地装置，其裸露的带电部分应有安全防护罩。
2、焊机的电源线必须有足够的导电截面积和良好绝缘，电源线不宜过长，一般不应超过3米。如确需较长，则应架空2.5米高以上。铁壳开关的外壳和焊机的接地线，要有足够的截面积，并联接牢固。
3、焊机接地回线应采用焊接电缆线，且接地回线应尽量短。软线绝缘应良好，焊钳绝缘部分应完好。
4、操作行灯电压应采用36伏以下的电源。
5、在狭小舱室或容器内焊接时，应加强绝缘措施。采用有效通风，以防有害气体和烟尘对人体的侵害。作业时舱室（容器）外应有人监护。
6、焊接作业处应离易燃易爆物10米以外。严禁在有压力的容器、管道上进行焊接作业。 7、在人多的场所焊接，应放置遮光挡板，以免他人受弧光伤害。 8、雨天禁止露天作业。
9、合理使用劳动保护用品，扣好各种纽扣。上装不应束在裤腰里。 10、清理焊渣应戴防护眼镜。
11、登高作业时，脚手架应牢靠，带好合格的安全带，扎在结实可靠的地方，作业点下面不得有其他人员。作业过程中，禁止乱抛焊条头等物，下面不得放置任何易燃易爆物。 12、工作结束后，应将焊钳放在与线路隔绝的地方并卷好电缆线，及时切断电源，检查周围场地。
二、焊机的使用和保养
1、焊机的使用：正确的使用焊机可以延长焊机的使用寿命，保证生产的正常进行。 (1)、应按照焊机的额定焊接电流和负载持续率来使用，不要使焊机过载而损坏。 (2)、焊机不允许长时间短路，特别注意在非焊接时间内不要使焊钳与焊件接触造成短路。 (3)、调节电流和极性时，应在空载时进行。
(4)、焊机的外壳应接地，接地线截面积应不小于6平方毫米。
(5)、使用焊机前，应检查接线柱上的螺母是否拧紧，检查保险丝是否完好，调节机构是否良好，开动焊机时发觉有异常声音应立即停机检查。
2、焊机的保养： 合理的保养焊机能保持焊机的工作性能稳定性和延长使用期限。
(1)、焊机应放置在干燥通风处，经常保持焊机整洁，特别要防止杂物落入焊机运转部分。露天使用时应用帆布罩盖好，防止灰尘和雨水侵入。
(2)、焊机放置要保持平稳，移动时，应避免强烈振动，工作完毕或临时离开现场时，必须及时切断焊机的电源。焊机应定期检修。
(3)、应经常给调节电流机构加润滑油。在调节电流时，应注意调节机构的上限和下限，不能过分强行调节，否则会损坏电流调节机构。
(4)、应经常检查焊接电缆和接线板是否损坏，并及时修理好。
第二章 气焊与气割工艺
气焊与气割是利用可燃气体燃烧时所放出的热量来焊接和气割金属的一种气体火焰加工方法。气体火焰是由可燃气体和助燃气体混合燃烧而形成，火焰中最高温度一般可达2000~3000℃。
气焊是一种较早的焊接方法，至今已有上百年的历史。由于其具有加热均匀和缓慢的特点，在焊接较薄的工件和熔点较低的金属时被广泛地应用。同时，气体火焰长度可以随意调整，焊丝和火焰又是各自独立的，故广泛用于预热、缓冷和火焰矫正等方面。气割具有设备简单、灵活方便、切割厚度大，目前在各个工业部门中是一种不可缺少的加工方法。
第一节 气焊、气割用的气体
气焊、气割所用的气体分为两类，即助燃气体和可燃气体。 一、助燃气体
本身不能燃烧，但可以帮助其它气体燃烧的气体，被称之为助燃气体。助燃气体采用氧气。 1、氧气的物理、化学性质
氧气是一种在常温常压下无色无味的气体，其分子式为O2。空气中有1/5的容积是游离状态的氧，在水中约有8/9的容积是化合状态的氧。在标准状态下(一个气压、0℃时)1米3氧气重1.43公斤，比空气稍重，氧气的液化温度为-182.96℃，液态氧呈浅蓝色。
氧气本身不能燃烧，但它是一种极为活泼的助燃气体，能与很多元素化合，生成氧化物。气焊、气割正是利用可燃气体和氧燃烧所放出的热量作为热源的，而氧化反应又随着压力增高和温度升高而增加。因此，高压氧严禁与油脂和易燃物质接触，以避免由于激烈的氧化而导致易燃物质自燃，产生爆炸事故。 2、氧气的制取
制取氧气的方法很多，一般工业上采用液化空气分离法。空气中主要成分是氧和氮，各占21%和75%(按体积计算)，而液态氧和液态氮的沸点是不同的，分别为-182.96℃和-195.8℃。液化空气分离法就是利用这个原理，先将空气压缩，冷却而液化，然后再加热液化空气，当温度升高到-195.8℃时，氮首先气化而逸出，而氧则必须继续升温到-182.93℃时才开始气化。这样氧和氮就分离了，然后再经压缩机将氧气压缩到120~150大气压，装入氧气瓶。 3、对氧气纯度的要求
焊接和气割时所用的工业氧气分为二级：一级氧气的纯度不低于99.2%，二级纯度不低于98.5%。氧气纯度对气焊、气割的质量和效率有直接影响。对于质量要求高的气焊、气割件，应采用一级纯度氧气。 二、可燃气体 能够燃烧、并在燃烧过程中放出大量热能的气体，称之为可燃气体。可燃气体的种类很多，常用的有：乙炔、氢、液化石油气，煤气和沼气等。目前普遍用的是乙炔气和液化石油气。 (一)、乙炔
(1)、乙炔的性质
乙炔是碳氢化合物，分子式为C2H2；在常温常压下是无色气体。工业用乙炔因为含有硫化氢H2S及磷化氢H2P等杂质，都具有刺鼻的臭味。在标准状态下1米3乙炔重1.17公斤，比空气轻。乙炔是易燃、易爆物质，它与空气混合燃烧时火焰温度可达2350℃，而与氧气混合燃烧时火焰温度可达3150℃。当乙炔温度超过200~300℃时，乙炔分子排列紧密，而形成较复杂的化合物，这种聚合反应放出热量使气体温度迅速上升，气温达到一定值时引起爆炸分解。乙炔爆炸时压力为原来的11~12倍。所以，当发现有黄橙色油状液体时，就应立即设法排除热量，以防爆炸。
乙炔是有爆炸危险的气体，爆炸通常发生在下列情况：
1、温度超过300℃或压力超过1.5大气压时，乙炔遇火就会爆炸。 ○
2、温度超过580℃和压力超过1.5大气压时，乙炔就可能自行爆炸。 ○
3、乙炔中如含有氧气会提高其爆炸性，当乙炔—氧混合气体中含有乙炔2.8~93%或在○
乙炔—空气混合气体中含有2.2~81%时，达到自燃温度（305℃）或遇到火星就是在常压下也会引起爆炸。
4、○乙炔遇纯铜和银长期接触时会生成乙炔铜(Cu2C2)和乙炔银(Ag2C2)这些化合物被加热到110~120℃或受到剧烈震动时就会引起爆炸。
乙炔虽然是一种具有爆炸危险的气体，但只要认真对待，爆炸是完全可以避免的。
(2)、乙炔的制取 工业乙炔是用水分解电石而得到的，其化学反应式如下：
CaC2 + 2H2O——C2H2 + Ca(OH)2 + Q
电石 水 乙炔 熟石灰 热量
工业用电石是生石灰和焦炭在电炉中熔炼而成。现在工厂大多使用瓶装的乙炔气。
(二)、液化石油气 液化石油气是裂化石油时的副产品。主要成分是丙烷，丁烷，丙烯和丁烯等碳氢化合物。在常温常压下它以气体存在，但只要加不大的压力，就可以变成液体，因此，便于装入瓶中贮存和运输。液化石油气在气态时是一种略带臭味的无色气体。
液化石油气与空气和氧气混合，具有爆炸性，但比乙炔安全些，但其火焰温度低，达到完全燃烧所需要的氧气量大。因此，要求割炬应有较大的混合气体的喷出截面，降低流出速度，才能保证良好的燃烧。因此使用液化气要用专用割嘴。
第二节 气焊火焰及用途
一、氧——乙炔焰的构造和性质
乙炔和氧的混合气体 有焊炬喷出点燃就形成氧—乙炔焰。乙炔在完全燃烧后生成二氧化碳和水蒸气，并放出大量的热，其化学反应式为：
2C2H2 + 5O2 = 4CO2 + 2H2O + Q
乙炔 氧气 二氧化碳 水 热量
从理论上分析，当乙炔和氧气的体积比为2 ：5，能形成充分燃烧的中性焰。但由于火焰外围空气中氧的存在，因此实际上当氧和乙炔在混合室的混合比为1.1~1.2时即能形成中性焰。当氧与乙炔的混合比不同时，其火焰的性质也会随之变化。因此，氧—乙炔焰可分为：中性焰、氧化焰和碳化焰三种。
1、中性焰 燃烧后的气体中既无过剩的氧气，也无过剩的乙炔，其外形如下图：
中性焰有三个明显的区域即焰心、内焰和外焰。焰心是一个光亮的白色圆柱体，其长度随
混合气体的喷射速度加大而增长。焰心之外是内焰，颜色较暗，在此区域碳和氧剧烈燃烧生成一氧化碳，是乙炔的不完全燃烧阶段，它的温度约2800~3200℃，离焰心尖2~4毫米处温度最高，可达3100~3200℃。外焰呈蓝色，在此区域吸取了空气中的氧，使乙炔达到完全燃烧，生成二氧化碳和水蒸气，且有周围空气中的氧和氮混入，故具有氧化性，温度也较低。
2、氧化焰 当氧和乙炔的混合比大于1.2时，由于火焰中氧量的增加，氧化反应激烈，使火焰各部分长度均变短，焰心短而尖。内、外焰层次不清，火焰呈蓝紫色，火焰最高温度
比中性焰还要高一些，可达3500℃。
氧化焰的焰心是由乙炔与氧气组成的。因为氧气浓度大，所以在内焰心完成初步燃烧后除了生成一氧化碳气外，还有二氧化碳和氧气存在，在外焰完成完全燃烧而生成二氧化碳和水蒸气的同时，还有氧气和氮气存在。由此可知，氧化焰的焰心、内焰和外焰都是氧化性的，适用于焊接青铜和黄铜等。
3、碳化焰 当氧和乙炔的混合比小于1:1时，火焰燃烧后的气体中尚有部分乙炔未曾燃烧。焰心呈蓝白色，内焰呈淡白色，外焰带桔红色，在供给乙炔较多时还冒黑烟。碳化焰由于乙炔过剩，燃烧速度减慢，因此整个火焰比中性焰长，且较柔软，温度也较低，最高达2700~3000℃。
碳化焰心基本上也是由于乙炔和氧气组成的，内焰由一氧化碳，氧气和游离的碳粒组成。碳化焰的焰心、内焰与外焰中，都可能存在着游离状态的碳素微粒。焊接时这些碳粒就会进到焊缝中去,使金属的含碳量增加,一般用碳化焰进行高碳钢、铸铁及硬质合金焊接十分适宜。
二、氧—乙炔焰的用途
改变氧与乙炔的混合比值，可得到不同性质的火焰，焊接时应根据被焊金属的性质，合理地选用火焰，以获得理想的焊接质量。
1、中性焰 焊接低合金钢和紫铜时，应采用中性焰，并使焰心尖端距离工件表面2~4毫米，此处火焰温度最高，且焊接熔池在还原性气氛保护下，可避免氧化。焊接低、中碳钢，不锈钢、铝及铝合金等均用中性焰或轻微碳化焰。
2、碳化焰 会使焊缝金属增碳，变硬、变脆。只有在焊接高碳钢、高速钢、硬质合金和铸铁等时，才采用碳化焰，利用其增碳作用，以补充碳的烧损。
3、氧化焰的温度虽最高，但由于整个火焰均具有氧化性，焊接钢件时会造成金属元素氧化和燃烧，气孔和夹渣等缺陷，使焊缝金属机械性能降低，所以一般不采用。但是在焊接黄铜和锡青铜时采用轻微氧化焰，利用其氧化性生成一层氧化薄膜覆盖在熔池上，保护低沸点的锌、锡不被蒸发。
三、焊丝和焊剂
在气焊过程中，焊丝的正确选用是很重要的，因为它被不断地送进熔池内，并与熔池的基本金属熔合形成焊缝。焊缝的质量在很大程度上和气焊丝有关。一般对气焊丝有如下要求：
(1)、焊丝的化学成分应基本上与焊件相符合，保证焊缝具有足够的机械性能。
(2)、焊丝表面应无油脂、锈斑及油漆等污物。
(3)、焊丝的熔点应与焊件熔点相近，并在熔化时不产生强烈的飞溅或蒸发。
气焊时被加热的金属极易与空气中的氧或火焰中的氧化合生成氧化物，致使焊缝易产生气孔和夹渣等缺陷。为此焊接时必须采用焊剂，焊剂可以直接撒在焊件的坡口上，或蘸在气焊丝上加入熔池，在高温下，它与金属熔池内的金属氧化物或非金属夹杂物相互作用生成熔渣，覆盖在熔池表面，将熔池与空气隔开，以防止熔池金属在高温时被继续氧化，从而改善了焊缝金属的质量。 通常气焊用的焊剂见下表：
第三节 气焊工艺
一、 接头形式和焊前准备
气焊可以焊接平、立、横、仰各种空间位置的焊缝。气焊时主要采用对接接头，而角接接头和卷边接头只在焊接薄板时使用，很少采用搭接接头和丁字接头，因为这种接头会使焊件焊后产生较大的变形。
二、 气焊工艺参数的选择
气焊工艺参数是气焊工保证焊接质量的主要技术依据，气焊工艺参数通常包括焊丝的成分与直径、火焰的成分、焊炬的倾角、焊接方向和焊接速度等。
由于大多数气焊工作已被电焊取代，只是焊接硬质合金刀具时作为钎焊热源。钎焊硬质合金时一般选用的焊丝（HL105）的型号是：BCu58ZnMn，含铜58%，含锰4%，含铁0.15%，余量为锌，其抗拉强度304.2MPa。其中，锰可提高钎料的强度、延性和对硬质合金的润湿能力，广泛用于硬质合金刀具、模具及采掘工具的钎焊。
第四节 氧气切割
一、气割原理
氧气切割是利用预热火焰将被切割的金属预热到燃点（即该金属在氧气中能剧烈燃烧温度），再向此处喷射高纯度、高速度的氧气流，使金属燃烧形成金属氧化物—熔渣，金属燃烧时放出大量的热使熔渣熔化，且由高速度氧气流吹掉，与此同时，燃烧热和预热火焰又进一步加热下一层金属，使之达到燃点，并自行燃烧。这种预热—燃烧—去渣的过程就是气割。
二、金属的可气割性
金属的气割过程实质上是金属在纯氧中燃烧的过程。不是所有的金属都能气割，只有符合下列条件的金属才能进行气割。
1、金属的燃点应低于金属的熔点。
只有这样才能使金属在固体状态下燃烧，以保证切口平整。若熔点低于燃点，则金属首先熔化，这时液态金属流动性很大，熔化边缘不齐，难以获得平整的切口而成熔割状态。
2、金属燃烧生成的熔渣的熔点应低于金属的熔点，且流动性好。
若熔渣的熔点高，就会在切口表面形成固态氧化物薄膜，阻碍氧气流与下一层金属接触，使金属气割过程不能正常进行。
3、金属在氧气中燃烧时能放出大量的热，且金属本身的导热性要低，这样才能保证下层金属有足够的预热温度，使切割过程不断进行。
三、气割工艺参数的选择
氧气切割的工艺参数主要包括切割氧压力、气割速度、预热火焰能率、割嘴与割件表面的距离等。
1、切割氧压力 割件越厚，要求氧气的压力越大；割件较薄时，则要求氧气的压力较低。
2、 气割速度 割件愈厚，气割速度愈慢，反之割件愈薄，则气割速度越快。当然,气割速度不能太慢，也不能太快，以保证不使割缝边缘熔化又能割透为准。
3、 预热火焰性质与能率 气割时，预热火焰应采用中性焰。预热火焰的能率（升/时）根据割件的厚度选择，一般割件越厚，火焰能率越大，但火焰能率不能太大，否则会影响气割质量。
4、 割嘴与割件的倾角 割嘴倾角的大小，主要根据割件厚度而定。一般割件厚度在10毫米以下，割嘴应沿气割方向相反倾斜，与垂直面夹角为20~30°，板厚10~30毫米时，割嘴应垂直于割件，板厚大于30毫米时，气割时应将割嘴沿切割方向倾斜20~30°，全部厚度割穿后再将割嘴垂直于割件。
5、 割嘴离割件表面的距离 割嘴离割件表面的距离，根据预热火焰及割件厚度而定，一般为3~5毫米。因为这样的加热条件好，同时割缝渗碳的可能性最小。
第三章 气焊、气割设备及工具的安全使用
第一节 贮存可燃气体及助燃气体的设备及安全注意事项
一、乙炔瓶 乙炔瓶是一种储存和运输乙炔用的容器。其瓶体是圆柱形的，外表面漆成白色，并有红漆写成“乙炔”字样。由于乙炔气不能压缩的性质，在乙炔瓶内装置了多孔的填充物，并浸满丙酮，利用丙酮能溶解乙炔的特性(在标准状况下，乙炔在丙酮中的溶解度约23升/公斤)，灌入瓶中的乙炔被丙酮溶解，储存在乙炔瓶中。乙炔瓶的工作压力是1.5MPa，水压试验的压力是3MPa。使用中，乙炔气从丙酮中逐渐分解。为了留出乙炔气逸出的空间，规定乙炔瓶使用时，必须直立或与地面成大于30度夹角，不准放倒使用。搬运时宜轻搬轻放，乙炔减压器与乙炔瓶的瓶阀连接必须可靠。乙炔瓶体表面温度不应超过40℃。乙炔瓶中的乙炔不能全部用完，应剩余0.1MPa左右。
二、液化石油气瓶
1、液化石油气成分 液化石油气是裂化石油时的副产品。主要成分是丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)，丙烯(C3H6)、丁烯(C4H8)和少量的乙烷(C2H6)、乙烯(C2H4)、戌烷(C5H12)等碳氢化合物。
2、液化石油气的性质
1在常温常压下它以气体存在，○但只要加上不大的压力(一般为0.8~1.5MPa)即变成液体，因此，便于装入瓶中贮存和运输。液化石油气在气态时是一种略带臭味的无色气体，在标准状态下的比重为1.5~2.5公斤/米³，比空气重。
2液化石油气的几种主要成分均能与空气或氧气构成具有爆炸危险的混合气体，但是有○
爆炸危险的比值的范围较小，比乙炔要安全些。
3液化石油气达到完全燃烧所需要的氧气量比乙炔大。因此，用液化石油气代乙炔气时，○
要求割炬应有较大的混合气体的喷出截面，降低流出速度，才能保证良好的燃烧。因此使用液化气要用专用割嘴。
4液化石油气的火焰温度比乙炔的火焰温度低，用于气割时，金属的预热时间要稍长些，○
但其切口质量容易保证，切口表面质量比较好。
3、液化石油气瓶是用来贮存液化石油气的，贮气量一般有10、15、20、30公斤等。气瓶最大工作压力为1.6MPa。水压试验3.2MPa。气瓶外涂银灰色，并注明“液化石油气”字样。
4、使用液化石油气瓶的注意事项
○1气瓶不能充满液体，必须留有10~15%的气化空间。
○2气瓶应放在通风良好的地方，严禁与氧气瓶混用，禁止靠近火源和在烈日下曝晒。 ○3气瓶阀门和各接头处不得漏气，每次用完后应关闭全部阀门，以防发生事故。 ○4气瓶严禁用火烤或开水烫，以免瓶内气体急速蒸发，压力突增，发生爆炸事故。冬天使用时为了加速气化，可用40℃热水将气瓶温热。
○5气瓶中的残夜不得自行倒出，以防残夜蒸发遇火成灾。
○6气瓶使用过程中要定期作水压试验，如不符合要求应立即停止使用。
三、回火及其产生原因 在气焊气割工作中有时会发生混合气体火焰倒流的现象，这种现象称为回火。产生回火的原因主要有：
1、输气软管太细、太长、曲折太多；软管内壁和焊炬、割炬的乙炔通道上沾附了固体碳粒等杂质；焊嘴被熔渣堵塞，增加了气体流动的阻力，使气体喷射速度减慢，引起回火。
2、连续工作时间过长或焊嘴离工件太近，使焊嘴温度增高，引起焊嘴内气体膨胀，压力增高，使气体流动的阻力增大，喷射速度减低，引起回火。
3、回火防止器的作用和分类
回火严重时，火焰有可能烧乙炔发生器，引起严重爆炸事故。回火防止器的作用就是将回火现场隔绝在乙炔发生器之前，即防止倒流的火焰进入乙炔发生器。
根据乙炔压力的不同，回火防止器可分为低压式和中压式，又根据防护介质的不同，可分为水封式回火防止器和干式回火防止器。一个回火防止器只能供给一把焊炬或割炬。没有回火防止器或回火防止器损坏时，绝对禁止使用乙炔发生器。
四、氧气瓶
氧气瓶是贮存和运输氧气的一种高压容器，通常使用的氧气瓶是用优质碳素钢或低合金
个大气压对氧气瓶进行试验。
1、氧气瓶内氧气存量的计算
氧气瓶内氧气存量等于氧气钢瓶的容积乘氧气瓶内氧气的压力。例如，钢瓶的容积是40升，氧气压力是150个大气压，那么钢瓶内氧气的储存量是：
40×150=6000升 或等于6米3，这是满瓶。如果用过以后压力降低至40大气压，那么： 40×40=1600升 ，瓶内尚有1.6米3的氧气。
2、使用氧气瓶的注意事项
1禁止将氧气瓶和可燃气体瓶放在一起。 ○
2氧气瓶应离开火源5米以上，并且放稳。 ○
3夏天在露天工作时必须将气瓶遮盖好，以防被太阳曝晒，引起气体膨胀而爆炸。 ○
4瓶口不得沾有油脂、灰尘，不用时应将瓶盖盖好拧紧。 ○
5检查瓶口漏不漏气时不能用火柴来试，可以用浓的肥皂水涂在瓶口上看气泡来试验。 ○
6在冬天使用时，如阀门被冻结，可用温水或水蒸气适当加热，千万不可用火烤。 ○
3、搬运氧气瓶时的注意事项
1搬运时要将气瓶扎紧捆牢，四周垫好。 ○
2在搬运过程中尽量避免振动或互相碰撞。 ○
3严禁用人力背负氧气瓶。因为氧气瓶很重，万一人力不能支持而跌倒时，将会发生危○
险事故。
4搬运的距离不远时，允许将氧气瓶滚动，但地面必须是木质或沥青的。这样钢瓶在滚○
动时不会产生火花。
5禁止用吊车吊运氧气瓶。 ○
五、减压器
1、减压器的用途
减压器是用来将气瓶中的高压气体降低到工作需要的低压气体，并能保证工作时气体压力基本上稳定。
2、减压器的构造和工作原理
减压器的种类很多，按作用原理可分为正作用式和反作用式。按降压级数可分为单级的和多级的。气焊、气割常用的减压器的性能可见下表：
时体积增大，压力降低，由出口供给气焊、气割使用。低压表指出了减压后气体的工作压力。调节螺丝，通过工作弹簧、弹性薄膜、传动杆和副弹簧开闭减压活门，以改变高压气体流入
低压室的数量，以获得需要的压力。
当气体用量增大时，低压室中气体
压力就会下降，此时弹性薄膜就会向上
鼓起，使减压活门开启度增大，流入低
压室的高压气体量增多，使低压室气体
压力增高，反之当气体量减少时，减压
活门开启逐渐减小，减少流入的高压气
体量，这样就能维持工作压力稳定。
而当气体瓶内高压气体随着消耗而
降低时，减压活门由于受高压气体的减
少而会开启得大些。使高压气体流入低
压室增多，维持低压室的气体压力不变。
这就是减压器的自动调节稳定作用。
如果减压器发生故障，当低压室的
气体压力超过额定值时，气体能压缩安
全阀的弹簧，自动逸出。保护了 低压
表不致被压力过高的气体冲击损坏和造
成其他事故。
3、使用减压器安全事项
1装减压器前，要稍微打开氧气瓶阀门，放出一些氧气，吹净瓶口杂质，操作时氧气瓶○
嘴不能朝向人体。
2检查各接头是否拧紧，有无滑丝现象。调节螺丝应处于松开位置。 ○
3装好减压器后，再开启氧气瓶阀，查看压力表工作是否正常，各部分有无漏气现象，○
待正常后再接氧气胶管。检查漏气时，应松开调节螺丝，在各接头处涂以肥皂水，观察有无气泡产生。
4减压器不得附有油脂，如有油脂应擦洗干净后再使用。 ○
5乙炔减压器与乙炔瓶的瓶阀连接必须可靠，严禁在漏气的情况下使用。 ○
6减压器冻结时，不许用火烤，可用热水或蒸汽解冻。 ○
7当发现减压器在松开调节螺丝时，低压表表针继续升高，即是所谓“直流”现象。这
○
可能是由于活门或活门座上有污物或它们的表面不平，促使高压气体仍在流入低压室而致。
此时应将污物清除干净，用细砂布将活门座磨平，如发现有裂纹时应换新。也可能是由于副弹簧损坏，压紧力不够而致，此时应更换副弹簧。
8用于氧气的减压器应涂蓝色，乙炔减压器应涂白色，不得相互换用。 ○
第二节 气焊、气割用的工具及安全注意事项
一、焊炬
焊炬按可燃气体进入混合室的方式不同，可分为射吸式和等压式两种。常用的是射吸式。 射吸式焊炬的构造原理是：当打开氧气阀5后，具有一定压力的氧气便经氧气导管6进入喷嘴4并以高速喷入射吸管3，使喷嘴周围空间形成真空，而且将乙炔导管7中的乙炔（此时需先打开乙炔阀8）吸入射吸管，经混合管2充分混合后，由焊嘴1喷出，点燃即成焊接火焰。 射吸式焊炬内部结构图：
射吸式焊炬的优点是：由于乙炔是靠氧气的射吸作用进入焊炬的，所以，不论使用低压乙
炔还是中压乙炔均可正常工作。缺点是在焊接过程中焊炬温度升高，使混合管内的混合气体的温度和压力也升高，引起喷嘴周围的真空度降低，使乙炔流入量减少，造成氧—乙炔的混合比增加，火焰变成氧化焰，使焊接质量降低。因而这种焊炬工作一段时间后，需要重新调节火焰，或将焊嘴和混合管浸入水中，使其冷却才行。
氧—乙炔射吸式焊炬的规格有：H01-2，H01-6，H01-12，H01-20，H02-1。焊炬型号的含义：H—焊炬；01—射吸式；02—换管射吸式；1、2、6、20—可焊接的最大厚度。 使用焊炬注意事项：
1、使用前对射吸式焊炬应先检查其射吸性能。方法是：先接上氧气管，通入1~4个表压的氧气，不接乙炔管，打开氧气阀和乙炔阀，用手指按在乙炔进气管接头上，若感到内部有足够的吸力，则表明射吸能力正常；若没有吸力，甚至氧气从此流出，则说明没有射吸能力，必须检修后才能使用。
2、 在使用前还应检查焊嘴和各气阀有无漏气现象。方法是：并紧各气阀，将焊炬插入水中，然后分别通入氧气和乙炔，如水中不出现气泡，就说明气密性良好。
3、 氧气胶管必须与焊炬牢固连接，而乙炔胶管则不要连接太紧，以不漏气并容易插上、拔下为准。
4、 点火时应先稍开氧气阀，再开乙炔阀，点火后应立即调整到所需的火焰。
5、 严禁在氧气阀和乙炔阀都已开启时，用手或其他物体堵住焊嘴，以防氧气倒流入乙炔发生器。
6、 停止使用时应先关乙炔阀，再关氧气阀，以防止火焰倒流和产生烟灰。当发生回火时，迅速关闭乙炔阀，然后再关氧气阀。
7、 焊炬各气体通路均严禁沾染油脂，以防遇氧燃烧引起爆炸。
二、割炬
1、 割炬的作用和分类 割炬是气割工作的主要工具。其作用是将可燃气体与氧气以一定的比例和方式混合后，形成具有一定热量和形状的预热火焰，并在预热火焰的中心喷射切割氧进行气割。
焊炬按可燃气体和氧气混合的方式不同分为：射吸式和等压式两种，射吸式割炬使用较多。按用途可分为：普通割炬、重型割炬以及焊割两用矩等。
2、射吸式割炬的构造及工作原理如下图：
射吸式割炬是在射吸式焊炬的基础上增加了一条切割氧的通道。割炬的结构分为两部分：一为预热部分，其构造与射吸式焊炬相同；另一部分为切割部分，它是由切割氧调节阀、切割氧通道及割嘴组成。
工作原理： 气割时，向逆时针方向稍微开启预热氧调节阀，再打开乙炔调节阀并立即进行点火，然后增大预热氧流量，使氧气与乙炔在喷嘴内混合后,经过混合气体通道从割嘴喷出产生环形预热火焰，对割体进行预热。待割件预热至燃点时，即逆时针方向开启高压氧调节阀,此时高速氧气流将割缝处的金属氧化并吹除,随着割炬的不断移动即在割件上形成割缝。 割炬的使用：割炬的构造、工作原理及使用方法基本上与焊炬相同。除了要注意焊炬的使用安全事项外，还必须注意以下几点：
1由于割炬内具有高压氧气，○因此，必须特别注意割炬各个部分以及各处接头的紧密性，以免漏气。
2进行切割时，飞溅出来的金属微粒与熔渣微粒很多，割嘴的喷孔很容易被堵塞，因此，○
应该经常用通针通孔，以免发生回火。
3在装配割嘴时，必须使内嘴与外嘴严格保持同心，这样才能保证切割用的纯氧射流位○
于环形预热火焰的中心。
4内嘴必须与高压氧通道紧密连接，以免高压氧漏入环形通道而把预热火焰吹熄。 ○
第三节 气焊、气割辅助工具
1、护目镜
气焊工进行工作时，应戴有色眼镜操作。主要是保护焊工的眼睛不受火焰光的刺激，以便在焊接过程中能仔细地观察熔池金属，又防止飞溅金属微粒溅入眼睛内。护目镜的镜片颜色和深浅，是根据焊工的需要和被焊材料性质进行选用的。
2、打火枪
使用手枪式点火枪最为安全方便。当用火柴点火时，必须把划着了的火柴从焊嘴或割嘴的后面送到焊嘴或割嘴上，以免手被烧伤。
3、橡皮管
氧气瓶和乙炔发生器中的气体（或乙炔瓶中的气体）须用橡皮管输送到焊炬或割炬中。根据化工部标准HG4-405-66“棉线编织胶管”的规定，氧气管为红色，乙炔管为绿色。通常用氧气胶管内径8毫米，乙炔管内径10毫米。
氧气管和乙炔管强度不同，氧气管允许工作压力为15公斤力/厘米2；乙炔管有5公斤或10公斤力/厘米2，每种胶管只能用一种气体，不能互相代用。连接于焊炬或割炬的胶管长度不能短于5米，但太长了会增加气体流动的阻力，一般在10~15米为宜。
4、其他工具
清理焊缝的工具有钢丝刷、手锤、锉刀。连接和启闭气体通路的工具有活板子、钢丝钳、铁丝等。另外还要有清理焊嘴和割嘴用的通针，以便经常清理焊嘴或割嘴的脏物。
第四章 焊接、气割现场安全作业
一、焊接作业的准备工作
1、弄清情况、保持联系
工程无论大小，焊工在检修前必须弄清楚设备的结构及设备内储存物品的性质，明确检修要求和安全注意事项，对于需要动火的部位，除了在动火证上详细说明外，还应同有关人员在现场交待清楚，防止弄错，特别是在复杂的管道结构上或在边生产边检修的情况下，更应注意，在参加大修之前，还要细心听取现场指挥人员的情况介绍，随时保持联系，了解现场变化情况和其他工种相互协作等事项。
2、观察环境，加强防范
明确任务后，要进一步观察环境，估计可能出现的不安全因素，加强防范。如果需动火的设备处于禁火区内，必须按禁火区的动火管理规定申请动火证。操作人员按动火证是规定的部位、时间动火，不准许超越规定的范围和时间，发现问题，应停止操作，研究处理。
三、焊割作业前的检查和安全措施
(一)、检查污染物
凡被化学物质或油脂污染的设备都应清洗后动明火。如果是易燃易爆或者有毒的污染物，更应彻底清洗，应经有关部门检查，并填写动火证后，才能动火。
一般在动火前采用一嗅、二看、三测爆的检查方法。
一嗅，就是嗅气味。危险物品大部分有气味，这要从实际工作经验加以总结。在遇到有气味的物品，应重点清洗。
二看，就是查看清洁程度如何，特别是塑料，如：四氟乙烯等，这类物品必须清除干净，因为塑料不但易燃，而且遇高温裂解产生剧毒气体。
三测爆，就是在容器内部抽取试样用测爆仪测定爆炸极限，大型容器抽样应从上、中、
下容易积聚的部位进行，确认没有危险，方可动火作业。
(二)、严防三种类型的爆炸
1、严禁带压设备动用明火，带压设备动火前一定要先解除压力（卸压），并且焊割前必须敞开所有孔盖。未卸压的设备严禁动火，常压而密闭的设备也不许动火。
2、设备内部被污染了，从外面不易检查到爆炸物，虽然数量不多，但遇到焊割火焰发生爆炸的威力却不小，因此清洗无把握的设备，不随便动火。
3、混合气体或粉尘的爆炸。 动火时，遇到了易燃气体（如乙炔、煤气等）和空气的混合物，或遇到可燃粉尘（如铝尘、锌尘）和空气的混合物，在一定比例下，也会发生爆炸。
上述三种类型的爆炸均会在瞬间发生，且有很大的破坏力。
(三)、一般动火的安全措施
1、拆迁：在易燃易爆物质的场所，应尽量将工件拆下来搬移到安全地带动火较妥。
2、隔离：就是把需要动火的设备和其他易燃易爆的物质及设备隔离开。
3、置换：就是把惰性气体[氮气(N2)二氧化碳(CO2)]或水注入有可燃气体的设备和管道中，把里面的可燃气体置换出来。所谓“扫阀“，也就是以惰性气体驱除管道中的可燃气体的一种安全措施。
4、清洗：用热水、蒸汽或酸液、碱液及溶剂清洗设备的污染物。对于无法溶解或溶化的污染物，应另采取措施清除。
5、移去危险品，将可以引火的物质移至安全处。
6、敞开设备、卸压通风，开启全部入孔阀门。
7、加强通风：在有易燃易爆气体或有毒气体的室内焊接，应加强室内通风，在焊割时可能放出有毒有害气体和烟尘，要采取局部抽风。
8、准备灭火器材：按要求选取灭火器，并应了解灭火器的使用性能。
为防止意外事故发生，焊工应做到焊割“十不烧“。有下列情况之一的，焊工有权拒绝焊割，各级领导都应支持，不违章作业。
1、焊工无操作证，又没有正式焊工在场指导，不能焊割。
2、凡属一、二、三级动火范围的作业，未经审批，不得擅自焊割。
3、不了解作业现场及周围的情况，不能盲目焊割。
4、不了解焊、割内部是否安全，不能盲目焊割。
5、盛装过易燃易爆，有毒物质的各种容器，未经彻底清洗，不能焊割。
6、用可燃物做保温层的部位及设备，未采取可靠的安全措施，不能焊割。
7、有压力或密封的容器、管道不能焊割。
8、附近堆有易燃易爆物品，在未彻底清理或采取有效的安全措施前，不能焊割。
9、作业部位与外单位相接触，在未弄清对外单位有否影响，或明知危险而未采取有效的安全措施，不能焊割。
10、 作业场所附近有与明火相抵触的工种，不能焊割。
四、焊割时的安全作业
(一)、登高作业应做到：
1、患有高血压、心脏病等疾病与酒后人员，不能登高作业。
2、必须使用标准的安全带，使用前应仔细检查，并将安全带紧固牢靠。
3、在高空作业时，登高工具（如脚手架等）要安全牢固可靠，手把电缆等应扎紧在固定地方，不应缠绕在身上或搭在背上工作。不应采取可燃物（如麻绳等）作固定脚手架板的材料。
4、乙炔发生器、氧气瓶、电焊机等焊接设备器具尽量留在地面上。
5、注意火星的飞溅。
6、其他事项参见焊割作业安全操作技术。
(二)、进入设备内部动火的安全措施：
1、进入设备内部前，先要弄清设备内部情况。
2、把该设备和外界联系的部位，都要进行隔离和切断，如电源的和附带在设备上的水管、料管、蒸汽管、压力罐等均要切断并挂告示牌。如有污染物的设备应按前述要求进行清洗后才能进入内部焊割。
3、进入容器内部焊割要实行监护制。派专人进行监护，监护人不能随便离开现场，并与容器内部的人员经常保持联系。
4、设备内部要通风良好，这不仅要驱除内部的有害气体，而且要向内部送入新鲜空气。但是，严禁使用氧气作为通风气源。
5、氧乙炔焊割矩要随人进出，不得任意放在容器内。
6、在内部作业时，做好绝缘防护工作，防止触电等事故。
7、做好个体防护，减少烟尘对人体的侵害，目前多采用静电口罩。
(三)、焊修燃料容器的安全措施：
燃料容器内即使有少量残夜，在焊接过程中也会蒸发成蒸汽，并与空气混合后引起强烈爆炸。因此必须进行清洗。清洗方法有以下几种：
1、一般燃料容器，可用1升水加100克苛性钠或磷酸钠水溶液仔细清洗，时间可视容器的大小而定，一般越15~30分钟，洗后再用强烈水蒸汽吹刷一遍方可施焊。
2、当洗刷装有不溶于碱液的矿物油的容器时，可采用一升水加2~3克肥皂粉，用水蒸汽加热吹刷，吹刷时间视容器大小而定，一般2~24小时。
如清洗不易进行时，可采用下述方法：把容器装满水，以减少可能产生爆炸混合气体的空间，但必须使容器上部的口敞开，防止容器内部压力增高。
(四)、焊割作业后的安全检查
1、仔细检查漏焊、假焊，并立即补焊。
2、对加热的结构部分，必须待完全冷却后，才能进料或进气。因为焊后炽热处遇到易燃物质也能引起燃烧或爆炸。若炽热部分因快冷使金属强度降低，可能使设备受压力减低而引起爆炸。
3、检查火种。对整个地带及邻近房屋进行检查，凡是经过加热、烘烤，发生烟雾或蒸汽的低洼处，应彻底检查，确保安全。
4、最后彻底清理现场。
第五章 焊割作业中触电事故的现场急救
第一节 触电伤害的种类
电流对人体有两种类型的伤害，即电击和电伤。
一、 电击
电击是指电流通入人体内部，破坏人的心脏、肺部及神经系统的正常工作，以致使人处于假死或丧失生命。低压系统中，在通电电流较小，通电时间不长的情况下，电流引起人的心室颤动是电击致死的主要原因；在通电电流更小、通电时间较长的情况下，窒息必会成为电击致死的原因。
绝大部分触电死亡事故是电击造成的，通常所说的触电事故基本上都是指电击而言的。 按照人体触及带电体的方式和电流通过人体的途径来划分，有以下三种：
1、单相触电：是指人站在地面或其他接地导体上，人体的另一部分触及带电体。
2、两相触电：是指人体两处同时触电及两相带电体的触电事故。
3、 跨步电压触电：当带电体接地有电流流入地下时，电流在接地点周围土壤中产生电压降。人在接地点周围，两脚之间出现的电压即跨步电压，由此引起的触电叫跨步电压触电。
二、 电伤
电伤是指电流的热效应、化学效应或机械效应对人体造成的伤害。电弧烧伤是最常见，
也是最严重的电伤。当人体遭到电击或电灼伤时，则由于肌肉和神经对电流的反应和对灼伤的反应，可能造成人跌倒或由高处摔跌而受伤或死亡。
第二节 脱离电源
人触电以后，可能由于失去感觉或痉挛等原因，不能自行摆脱电源。这时，使触电者尽快脱离电源是救活触电者的首要因素。
1、 对于低压触电事故，可采用下列方法使触电人脱离电源。
1立即拉下开关或拔出插头，断开电源。但应注意到拉线开关、平开关和单极自动开关○
只能控制一根线，有可能切断的是零线，而未断开电源。
2如果触电地点附近没有电源开关或插头，可用有绝缘柄的电工钳或有干燥木柄的斧头○
工具切断电线，以切断电源。
3当电线落在触电人身上或压在其身下时，可用干燥的衣服、手套、绳索、木板、木棒○
等绝缘物作工具，拉开触电人或挑开电线，使触电人脱离电源。因触电人的鞋可能是导电的，注意不要赤手接触触电人的皮肤和鞋。
2、 对于高压触电事故，千万注意不能用低压绝缘工具从高压下解救触电人，而应采用下列方法使触电人脱离电源：
1立即通知有关部门停电。 ○
2带上高压绝缘手套，穿上高压绝缘靴，用相应电压等级的绝缘工具拉开开关。 ○
3抛掷裸金属线使线路短路接地，迫使保护装置动作，断开电源。因为高压的保护装置○
动作灵敏。抛掷金属线前，应先将金属线的一端可靠接地，然后抛掷另一端；注意抛掷的一端不可触及触电人和其他人。
上述使触电人脱离高、低压电源的方法，应根据具体情况，以迅速安全为原则，选择采用。此外还要注意：
1救护人不可直接用手或其他金属和潮湿的物体为救护工具，而必须使用适当的绝缘工○
具。最好用单手操作，以防自己触电。
2要防止触电人脱离电源后可能因为站立位置跌倒和从高处跌下而引起摔伤。 ○
3夜间抢救时，应迅速解决照明问题，以利于抢救，并避免扩大事故。 ○
总之，应贯彻“动作迅速，方法正确”的原则。
第三节 简单诊断与抢救
1、触电人呼吸、心跳尚存在，但神志昏迷。应使触电人舒适、安静地平卧，周围不宜围人观看，使空气流通，解开其衣服和松开裤带以利呼吸，天冷时注意保暖，除严密监视外，还要作好人工呼吸和胸外心脏挤压的准备工作。并速请医生诊治或送往医院，在去医院的途中，要注意突然出现“假死”(没有呼吸和心跳，全身各组织处于严重缺氧，十分危急)现象。
2、如触电人出现“假死”状态，则应立即针对不同类型的“假死”进行对症处理。 1心跳停止的，用胸外心脏挤压术来维持血液循环，等待自主心跳的恢复。 ○
2呼吸停止的，用人工呼吸法来维持在人体肺部进行氧气和二氧化碳气体的交换。 ○
3呼吸、○心跳全停时,则需同时用胸外心脏挤压和人工呼吸法进行救治，同时拨120急救。
3、人工呼吸法 人工呼吸法是触电人呼吸停止后的急救方法，人工呼吸的目的是用人工的方法保持肺的呼吸活动代替肺的自主呼吸活动，使气体有节律地进入和排出肺脏，供给体内足够的氧气，充分排出体内的二氧化碳，维持正常的换气功能，等待自主呼吸机能的恢复。
施行人工呼吸前，应迅速将触电人身上妨碍呼吸的衣领、上衣、裤带等解开，并迅速取出触电人口腔内妨碍呼吸的食物、脱落的假牙、粘液等，以免堵塞呼吸道。
现场急救常用的人工呼吸法有三种：
1、口对口（鼻）人工呼吸法
作口对口（鼻）人工呼吸法时，应使触电人仰卧，抢救人在触电人的一边，以近其头部
的一只手作好吹气时捏紧鼻子（避免漏气）的准备，并将手掌外缘压住其额部，另一只手托在触电人的颈后，使颈部充分后仰，至鼻孔朝上，以免舌下坠而使呼吸道畅通。
口对口（鼻）人工呼吸法操作步骤如下：
1使触电人鼻孔（或口）紧闭，救护人深吸一口气后紧贴触电人的口（或鼻）向内吹气，○
为时约2秒钟。同时观察胸部是否隆起。
2吹气完毕，立即离开触电人的口（或鼻）○，并松开触电人的鼻孔（或嘴唇），让他自行呼气，为时约3秒。此时应观察胸部复原情况，倾听呼气声，判断有无呼吸道梗阻。如此反复进行。
口对口吹气时的压力需掌握好，刚开始时可略大些，频率稍快一些。经10~20次后，可逐步减少压力，维持胸部轻度升起即可。触电者如系儿童，只可小口吹气，且吹气时不能捏紧鼻孔，应让其自然漏气，以免肺泡破裂。如发现触电者胃部充气鼓胀，可一面用手轻轻加压于其上腹部，一面继续吹气和换气。无法使触电人把口张开，可改用口对鼻呼吸法。
2、俯卧压背法
使触电人脊背朝上俯卧，一只手臂弯曲枕在头下，脸侧向一面，另一只手顺头旁伸直，脸下可以垫放一些柔软的衣物，救护人面向触电人头部，屈膝跨跪在触电人臀部两旁，两手掌压在触电人的后背下部，手指并拢自然地放在其肋骨位置上，两拇指朝里，小手指放在最低的肋骨位置上。救护人向前下方倾斜，以身体重量经过两手适当下压触电人的后背下部肋骨，把他肺里的空气压出，形成呼气。然后救护人再把自己的身体抬起后仰，这时形成吸气，但双手不要离开触电人的背部，以免冲击压伤。这样反复进行，每分钟进行12~16次左右。
3、仰卧牵臂法
先使触电人脸朝上仰卧在地面上，在他的两个肩胛下面，垫放卷好的衣物或其他柔软物品，这样可使他头向后仰。然后把他的舌头拉出，用手或其他方法不让它缩回，并引向下额方向；此后救护人在他的头前屈膝跪立，两手握住他的两只靠近手腕的小臂弯曲地压在前胸两侧，但不需用力，形成呼气；而后再将他的两臂向上拉直，引向头的后部，形成吸气。再重新将他的两臂屈向前胸，如此反复进行，每分钟12~16次左右。
口对口（鼻）人工呼吸法每次换气量约1000～1500毫升，仰卧牵臂法约800毫升，俯卧压背法约400毫升，可见口对口（鼻）人工呼吸法换气量最大，又简单易学，且便于和胸外心脏挤压法配合进行，因此在现场急救时应优先采用这一方法，但当触电人口鼻受伤或由于其他原因不便于采用口对口（鼻）人工呼吸法时，应选用其他合适方法。
三、 胸外心脏挤压法
胸外心脏挤压法时触电人心脏跳动停止后的急救方法。胸外心脏挤压法是指节律地在胸外按压胸骨下段，间接压迫左、右心室腔，使血流入主动脉，当放松时，血由主静脉和肺静脉回流入心脏，从而暂时建立起血液的有效的大小循环，并由、为心脏恢复自主节律创造条件。此法简单易学，效果好，不需设备，易于推广。
作胸外心脏挤压时应使触电人仰卧于硬板上或地上，以保证挤压效果。操作方法如下：
1、救护人跪在触电人一侧或骑跪在其腰部两侧(操作疲劳时可以变换位置)。
2、救护人以一手掌根部按于触电人胸骨下二分之一处，即中指指尖对准其颈部凹陷的下缘，当胸一手掌。另一手压在该手的手背上(操作疲劳时可以交换两手上下位置)。肘关节伸直。依靠体重和臂、肩部肌肉的力量，垂直用力，向脊柱方向压迫胸骨下段及与其相连的肋骨下陷3～4公分(压下过小不起作用)，间接压迫心脏使心脏血液搏出到主动脉和肺动脉。
3、挤压后掌根突然放松（要注意放松时掌根不能完全离开胸部），依靠胸廓的弹性。使胸骨、肋骨自动复位。此时心脏舒张，大动脉和肺动脉的血液回流到心脏，血液充满心脏。边挤压边摸大动脉的搏动情况。挤压次数约每秒一次，每分钟60次。
胸部挤压的部位不当，不仅无效，而且危险。如果部位太低，可能损伤腹部脏器，或引起胃反流，如果部位太高，可能伤害大血管。如果挤压部位不在中线，则可能引起肋骨骨折。
第六章 其它焊接方法的安全操作技术
第一节 氩弧焊的安全操作技术
氩弧焊是用氩气作保护气体的一种气电焊焊接方法，因氩气是惰性气体，它不与金属起化学反应产生化合物，同时又不溶于液体金属而产生气孔。氩弧焊是利用从喷嘴喷出的氩气，在电弧区形成连续封闭的气层，使电极和金属熔池与空气隔离，防止有害气体侵入，起着保护作用，而获得高质量的焊缝。按所用的电极不同，氩弧焊分为非熔化极（钨极）氩弧焊和熔化极氩弧焊两种。 其工作原理如下图：
氩弧焊的特点：
1、可焊的材料范围很广,特别适宜化学性质活泼的金属和合金(如铝、钛及合金)的焊接。
2、焊缝质量高，热影响区小，焊接应力变形也小。尤其适宜薄板焊接。
3、明弧操作，易于观察，能用于各种空间位置的焊接，容易实现焊接机械化和自动化。 氩弧焊接安全操作技术如下：
1、氩弧焊产生臭氧和氮氧化合物等有害气体及金属粉尘。因此，作业场地应加强通风，固定作业台可装置固定的通风装置。
2、氩弧焊接时，电弧光的辐射很强，产生的紫外线与红外线的强度比较高，因此，焊工操作时应加强防护措施。
3、采用交流电氩弧焊时，需接入高频引弧器。脉冲高频电流对人体有危害。为减少高频电流对人体的影响，应有自动切断高频引弧装置。工件要良好接地，接地点离工作场地越近越好。焊炬和焊接电缆线要用金属编结线屏蔽。
4、若采用钍钨棒作电极，会产生放射性。在大量存放钍钨棒时，放射剂量很大，故应放在盒内。磨削钍钨棒时，砂轮机罩壳应有吸尘装置，操作人员应戴口罩。
5、氩气瓶的使用应遵守《气瓶安全监察规程》的规定。
第二节 二氧化碳气体保护焊的安全操作技术
二氧化碳气体保护焊是用二氧化碳气作保护气体的一种熔化极气电焊接方法，其工作原理与熔化极氩弧焊相似。它通常以焊丝做电极，按焊丝直径不同，一般分为细丝（焊丝直径≤1.2毫米），粗丝（焊丝直径≥1.6毫米）两种。
二氧化碳气体保护焊以半自动和自动的形式进行作业。该工艺具有生产率高、成本低、焊接变形和内应力小、焊接质量高、操作简便和适用范围广（可焊接各种黑色金属，不仅适用于薄板焊接，也适宜于中厚板焊接，又可用于全位置焊接）等优点。
二氧化碳气体保护焊的安全操作技术主要有下列各项：
1、二氧化碳气体保护焊接时，电弧光辐射比手工电弧焊强，因此应加强防护。
2、二氧化碳气体保护焊接时，飞溅较多，尤其是粗丝焊接，更产生大颗粒飞溅，焊工应有完善的防护用具，防止人体灼伤。
3、二氧化碳气体在焊接电弧高温下会分解成对人体有害的一氧化碳气体，焊接时还排出其他有害气体和烟尘，特别是在容器内施焊，更应加强通风，且容器外应有人监护。
4、二氧化碳气体预热器所使用的电压不得高于36伏。
5、二氧化碳是以液态充装在气瓶内的，以瓶装供应使用，因此，二氧化碳气瓶必须遵守《气瓶安全监察规程》的规定。
6、大电流粗丝二氧化碳气体保护焊接时，应防止焊枪水冷系统漏水破坏绝缘，发生触电事故。
第三节 接触焊的安全操作技术
接触焊又称电阻焊，它利用强电流通过两个被焊工件的接触处所产生的电阻热作为热源，来加热被焊工件的接触处，将该处金属加热到塑性状态或熔化状态，并在加压力下形成焊接接头的焊接方法。
接触焊按其接头形式可分为：对焊、点焊与缝焊。
接触焊与电弧焊、气焊等方法比较有下列特点：
1、焊合处加热时间短，焊接速度快。特别是点焊，甚至1秒钟可焊接4~5个焊点。机械化、自动化程度高，故生产率高。
2、除消耗电能外，无需消耗焊条、焊剂、氧气、乙炔气等，因此节约材料，成本较低。
3、焊接时没有强烈的弧光、有害气体及烟尘（闪光对焊除外），因此焊工劳动条件好。
4、正常的焊接接头可与母材相当，并具有较优良的韧性和动载强度，焊接变形亦小。
5、但焊接设备较复杂，耗电量大，且价格较贵。
接触焊的安全操作技术主要有下列各项：
1、焊机绝缘必须良好，尤其是变压器初级电源线。
2、操作过程中，注意电极、变压器的冷却水应保持畅通。
3、在闪光对焊时，应防止飞溅伤人。
第四节 等离子弧切割与焊接的安全操作技术
等离子弧切割与焊接是利用高温(15000℃~30000℃)的等离子弧来进行切割和焊接金属的工艺方法。跟钨极氩弧焊一样，等离子弧也使用钨棒或钍钨棒作电极，使用氩作保护气体，所不同的是它的电弧受到了高度压缩，弧柱变得更细，温度变得更高，热量更集中，因此焊接和切割的速度更快，它常用于一般切割和焊接难以加工的材料。也可用于等离子弧喷涂，微弧等离子焊接等多种工艺。
等离子弧切割与焊接的安全操作技术有以下各项：
1、等离子弧电源的空载电压较高，一般在150伏以上，甚至达400伏，应采取严格措施，防止触电。在保护条件不良时，更换、调节电极必须切断电源，严禁用手触及焊炬等带电体。
2、如采用钍钨电极，要注意放射性危害。为减少放射性影响，选用铈钨极为佳。
3、等离子弧切割与焊接时，产生的金属氧化物、粉尘、臭氧、氮氧化物等比其他电弧焊高得多，弧光也特别强，故劳动防护要加强。
4、设备要接地，要求绝缘良好，防止手柄漏水漏电。