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氧—燃气（氢气）切割与焊接操作

第一节氧—燃气（氢气）切割操作

一．氧—燃气的切割原理

氧—燃气切割是利用气体火焰将金属预热到能够在氧气流中燃

烧的温度（即燃点，碳钢的燃点约为1100~1150℃），然后开启切割

氧，使金属剧烈氧化成熔渣（氧化铁渣）并从切口中吹掉，从而将金

属分离的过程。

1．氧—燃气切割条件：

氧—燃气切割过程是预热—燃烧—吹渣的过程。但并不是所有的

金属都能满足这个过程的要求，而只有符合下列条件的金属才能进行

氧—燃气切割。

⑴金属在氧气中的燃烧点应低于其熔点。

这是氧—燃气切割正常进行的最基本条件，它能保证切割是燃烧

的过程。如低碳钢的燃点约为1100~1150℃，而其熔点约为1500℃。

因此，低碳钢完全满足了这个条件，具有良好的气割条件。

碳钢中随着含碳量的增加，熔点则降低，而燃点则提高，这样使

气割不易进行。当含碳量为0.7%的碳钢，其燃点和熔点几乎相等，

而含碳量大于0.7%的碳钢，其燃点比熔点高，所以不易气割。

从以上分析可以看出，碳钢的气割随着含碳的增加，其切割性能

变差，当含碳量达到某一数值时，切割无法进行。

铜、铝及铸铁的燃点比熔点高，所以不能采用氧—燃气进行切割。

⑵燃烧产生的金属氧化物熔点应低于金属熔点。

切割过程中产生的金属氧化物必须是低熔点的，它应该低于气割

处的金属熔点，同时流动性要好，这样的氧化物才能以液体状态从割

缝处吹掉。

如果金属氧化物熔点比金属熔点高，则被加热金属表面上的高熔

点金属氧化物，会阻碍下层金属与切割氧流的接触，而使切割发生困

难。如高铬或铬镍钢加热时，会形成高熔点（约1990℃）的三氧化

二铬（CrO），铝及铝合金加热时，会形成高熔点（约2050℃）的三

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氧化二铝（AlO）。所以这些材料不能采用氧—燃气切割的方法，而

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只能采用等离子切割。

★⑶金属在切割氧射流中燃烧应是放热反应。

这一条件也很重要，因为放热反应的结果是上层金属燃烧产生很

大的热量，对下层金属起着预热作用，例如，在气割低碳钢时，由金

属燃烧产生的热量约占70%，而由预热火焰所供给的热量仅为30%。

所以切割中金属燃烧产生的热量是相当大的，起的作用也很大，有利

于切割朝深（厚）度进行下去。相反，如金属燃烧反应是吸热反应，

其结果是正好相反，导致切割过程无法进行。

⑷金属的导热性不应太好。

如被切金属导热性太好，预热火焰加给金属的热量和切割中金属

燃烧产生的热量很快会散失，使切割处金属温度急剧下降而低于燃点，

切割则无法进行或起割后中途很容易产生断割现象。铜和铝及其合金

材料除上所述的因加热时形成高熔点氧化物而不能进行气割外，铜和

铝的导热性太好也是其中的一个重要原因。

2．氧—燃气切割的化学反应

从氧—燃气切割原理可以知道，切割时金属要产生剧烈的燃烧、

氧化反应，同时还要产生大量的热量。切割过程中的化学反应方程式

如下：

a.Fe+OFeO+Q（267KJ）——第一种反应

b.3Fe+2OFeO+Q（1120KJ）——第二种反应

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c.2Fe+1.5OFeO+Q（825KJ）——第三种反应

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其中，第二种反应的热量大大高于第一种反应，起到增加热量的

作用。而第三种反应是在切割厚板时，多少会出现一下。从化学计算

得知，把1公斤铁氧化成FeO需要0.29M3的氧气。

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在切割反应集中点（热点），由铁—氧反应所产生的热量必须足

够、连续地预热金属而使其达到燃烧点温度。但是，考虑到热辐射和

热传导所产生的热量损失，应保证足够的热量来维持反应。因此，对

于钢板表面的氧化膜、轧制鳞皮和其它脏物，必须预先用预热火焰把

它熔化并吹除，以便预热火焰和切割氧气流能够直接作用于清洁的金

属表面，确保被切割金属获取足够的热量并尽