1、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（CO 2）、氩气（Ar）、氦气（He）、氧气（O 2）、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（CO 2）、
2、氩气（Ar）、氦气（He）、氧气（O 2）和氢气（H 2）。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=O 2%+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。类为惰性气体或还原性气体，M 1类为弱氧化性气体，M 2类为中等氧化性气体，M 3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。表 1 保护气体各类型的氧化势指标类型 M1 M2 M3 C氧化势指标 1 15 59 916 16表 2 焊接黑色金属时保护气体的分类混合比（以 体积百分比表示）%氧 化 性 惰
3、性 还原性分 类 气体数目CO2 O2 Ar He H2类 型 焊缝金属中的含氧量/%1121002775100余惰性218595余100 还原性0.02M1 22 24 13 余余 弱氧化性 0.020.04M223215305151448余余余中等氧化性 0.040.07M3223304052091246余余余C 12 100余 20 强氧化性 0.071.2 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20003000），可将金属加热和熔化。气焊、切割
4、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。表 3 几种常用可燃气体的物理和化学性能气体 乙炔（C2H2）丙烷（C 3H8）丙烯（C 3H6）丁烷（C 4H10）天然气（CH 4）氢（H 2）分子相对质量 26 44 42 58 16 2密度（标准状态下）/kgm -3 1.17 1.85 1.82 2.46 0.71 0.0815.6时相对于空气质量比（空气=1） 0.906 1.52 1.48 2.0 0.55 0.07着火点/ 335 510 455 502 645 510kJ/
5、m3 52963 85746 81182 121482 37681 10048总热值kg/m3 50208 51212 49204 49380 56233 理论需氧量（氧-燃气体积比 2.5 5 4.5 6.5 2.0 0.5实际耗氧量（氧-燃气体积比） 1.1 3.5 2.6 1.5 0.25氧气中燃烧 3100 2520 2870 2540 2600中性焰温度/空气中燃烧 2630 2116 2104 2132 2066 2210氧气中燃烧 8 4 5.5 11.2火焰燃烧速度/ms -1空气中燃烧 5.8 3.9 5.5 11.0氧气中 2.893 2.355 2.153 5.562 4
6、.096 爆炸范围 （可燃气体的体积分数/%） 空气中 2.580 2.510 2.410 1.98.4 5.314 4.1746.2 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。表 4 焊接常用气体的主要特征和用途气体 符号 主 要 性 质 在焊接中的应用二氧化碳 CO2化学性质稳定，不燃烧、不助燃，在高温时能分解为 CO和 O，对金属有一定氧化性。能液化，液态 CO2蒸发时吸收大量热，能凝
7、固成固态二氧化碳，俗称干冰焊接时配用焊丝可用为保护气体，如 CO2气体保护焊和CO2+O2、CO 2+Ar 等混合气体保护焊氩气 Ar 惰性气体，化学性质不活泼，常温和高温下不与其他元素起化学作用 在氩弧焊、等离子焊接及切割时作为保护气体，起机械保护作用氧气 O2 无色气体，助燃，在高温下很活泼，与多种元素直接化合。焊接时，氧进入熔池会氧化金属元素，起有害作用与可燃气体混合燃烧，可获得极高的温度，用于焊接和切割，如氧-乙炔火焰、氢-氧焰。与氩、二氧化碳等按比例混合，可进行混合气体保护焊乙炔 C2H2俗称电石气，少溶于水，能溶于酒精，大量溶于丙酮，与空气和氧混合形成爆炸性混合气体，在氧气中燃烧发
8、出3500高温和强光用于氧-乙炔火焰焊接和切割氢气 H2能燃烧，常温时不活泼，高温时非常活泼，可作为金属矿和金属氧化物的还原剂。焊接时能大量熔于液态金属，冷却时析出，易形成气孔焊接时作为还原性保护气体。与氧混合燃烧，可作为气焊的热源氮气 N2 化学性质不活泼，高温时能与氢氧直接化合。焊接时进入熔池起有害作用。与铜基本上不反应，可作保护气体氮弧焊时，用氮作为保护气体，可焊接铜和不锈钢。氮也常用于等离子弧切割，作为外层保护气表 5 不同气体在焊接过程中的特性气体 成 分 弧柱电位梯度 电 弧稳定性 金属过渡特性 化学性能 焊缝熔深 形状 加热特性CO2 纯度99.9% 高 满意 满意，但有些飞溅
9、强氧化性 扁平形熔深较大 Ar 纯度99.995% 低 好 满意 蘑菇形 He 纯度99.99% 高 满意 满意 扁平形对焊件热输入比纯Ar 高N2 纯度99.9% 高 差 差 在钢中产生气 孔和氮化物 扁平形 2.1 二氧化碳气体（CO 2）（1）CO 2气体的性质CO2气体是氧化性保护气体，CO 2有固态、液态、气态三种状态。纯净的 CO2气体无色、无味。CO 2气体在0和 1atm（101325Pa）下，密度是 1.9768g/L，是空气的 1.5 倍。CO 2易溶于水，当溶于水后略有酸味。CO2气体在高温时发生分解（CO 2CO+O，-283.24kJ），由于分解出原子态氧，因而使电弧
10、气氛具有很强的气体性。在高温的电弧区域里，因 CO2气体的分解作用，高温电弧气氛中常常是三种气体（CO 2、CO、和 O2）同时存在。CO 2气体的分解程度与焊接过程中的电弧温度有关，随着温度的升高，CO 2气体的分解反应越剧烈，当温度超过 5000K 时，CO 2气体几乎全部发生分解。CO 2气体的分解度与温度的关系见图 1。液态 CO2是无色液体，其密度随温度变化而变化，当温度低于-11时比水密度大，高于-11则比水密度小，饱和 CO2气体的性能见表 6。CO 2由液态变为气态的沸点很低（-78），所以工业用 CO2一般都是使用液态的，常温下即可汽化。在 0和 1atm 下，1液态 CO2
11、可汽化成 CO2气体 509L。表 6 饱和压力 CO2气体的性能密度/kgL -1 质量比热容/105Jkg-1K-1 密度/kgL -1质量比热容/105Jkg-1K-1温度 / 压力/MPa液体 气体 液体 气体温度/压力/MPa液体 气体 液体 气体50403020100.671.01.421.962.580.8670.8970.9310.9711.0255.438.227.019.514.23.143.333.523.723.946.56.546.556.566.560+10+20+30+313.484.405.727.187.321.081.171.301.632.1610.47.
12、525.293.002.164.194.464.775.275.596.546.476.35.95.59(2)CO2气体的存储焊接用的 CO2气体常为装入钢瓶的液态 CO2,既经济又方便。CO 2钢瓶规定漆成黑色，上写黄色“液化二氧化碳”字样。焊接常用气体的钢瓶颜色标记见表 7。表 7 焊接常用气体的钢瓶颜色标记气体 符号 瓶色 字样 字色 色环 气体 符号 瓶色 字样 字色 色环 氢氧空气氮乙炔二氧化碳H2O2N2C2H2CO2淡绿淡蓝黑黑白黑氢氧空气氮乙炔不可近火液化二氧化碳大红黑白淡黄大红黄淡黄白白白黑甲烷丙烷丙烯氩氦液化石油气CH4C3H8C3H6ArHe棕棕棕银灰银灰银灰甲烷液化丙烷
13、液化丙烯氩氦液化石油气白白淡黄深绿深绿大红淡黄白白 工作压力为 19.6MPa 加色环一道，工作压力为 29.4MPa 加色环二道。CO2气体标准钢瓶通常容量为 40，可灌装 25的液态 CO2。25液态 CO2约占钢瓶容积的 80%，其余 20%左右的空间则充满了汽化的 CO2。钢瓶压力表上所指示的压力值就是这部分气体的饱和压力。此压力大小和环境温度有关，温度升高，饱和气压增大；温度降低，饱和气压亦减小。只有当钢瓶内液态 CO2已全部挥发成气体后，瓶内气体的压力才会随着 CO2气体的消耗而逐渐下降。一标准钢瓶中所盛的液态 CO2可以汽化成 12725L CO2气体，根据焊接时 CO2气体流量
14、的选择（见表 8），若焊接时 CO2气体平均消耗量为 10L/min，则一瓶液态 CO2可连续使用约 24h。表 8 焊接时 CO2 气体流量的选择焊 接 方 法 细丝 CO2焊 粗丝 CO2焊 粗丝大电流 CO2焊CO2气体流量/Lmin -1 515 1525 2550标准 CO2钢瓶满瓶时的压力为 5.07.0MPa,随着使用中瓶内压力的降低,溶于液态 CO2中水分的汽化量也随之增多。CO 2气体中的水分与瓶中压力的关系见图 6.2。经验表明，当瓶中气体压力低于 0.98MPa 时(温度为20),钢瓶中的 CO2不宜再继续使用，因为此时液态 CO2已基本挥发完,如继续使用,焊缝金属将产生
15、气孔等焊接缺陷,此时必须重新灌装 CO2气体。（3）焊接用 CO2气体的纯度液态 CO2中可溶解质量分数为 0.05%的水，多余的水则成自由状态沉于瓶底。这些水在焊接过程中随 CO2一起挥发并混入 CO2中，直接进入焊接区。因此水分是 CO2气体中最主要的有害杂质。CO 2气体湿度不同时焊缝金属的含氢量见表 9。CO 2露点与焊缝金属含氢量的关系见图 3。表 9 CO2 气体湿度不同时焊缝金属的含氢量CO2气体的湿度/gm-3 每 1kg 焊缝金属中的含氢量/mg CO2气体的湿度/gm-3 每 1kg 焊缝金属中的含氢量/mg0.851.3529451.9215.004755随着 CO2气体
16、中水分的增加(即露点温度的提高),焊缝金属中含氢量逐渐升高,塑性下降,甚至产生气孔等缺陷,因此焊接用的 CO2气体必须具有较高的纯度,焊接用液体 CO2的技术要求见表 10。国内一般要求CO299%，O 20.1%,H 2O0.05%；国外有时还要求 CO299.8%,H 2O0.0066%,露点低于-40(相当于 GB 的类)。表 10 焊接用液体 CO2的技术要求（GB 605285）类%指标名称 类%一级 二级 三级CO2含量水分含量99.80.00599.50.0599.00.1099.0如果在生产现场使用的市售 CO2气体水分含量较高、纯度偏低时,应该做提纯处理，经常采用的方法如下。
17、a、将新灌 CO2气体钢瓶倒立静置 12h，使水分沉积在底部，然后打开倒置钢瓶的气阀，根据瓶中含水量的不同，一般放水 23 次，每次放水间隔约 30min，放水结束后将钢瓶放正。b、经放水处理后的钢瓶在使用前先放气 23min，因为上部的气体一般含有较多的空气和水分，而这些空气和水分主要是灌瓶时混入瓶内的。c、在 CO2供气管路中串接高压干燥器和低压干燥器，干燥剂可采用硅胶、无水氧化钙或脱水硫酸铜，以进一步减少 CO2气体中的水分，用过的干燥剂烘干后可重复使用。d、当瓶中气压降低到 0.98MPa 时，不再使用。当通风不良或狭窄空间内采用 CO2作保护气体施焊时，须加强通风措施，以免因 CO2
18、浓度超过国家规定的允许浓度（30kg/m 2），而影响焊工身体健康。2.2 氩气（Ar）（1）氩气的性质氩气是空气中除氮、氧之外，含量最多的一种稀有气体，其体积分数约 0.935%。氩气无色无味，在 0和1atm（101325Pa）下，密度是 1.78g/L,约为空气的 1.25 倍。氩气的沸点为-186，介于氧气（-183）和氮气（-196）的沸点之间。分馏液态空气制取氧气时，可同时制取氩气。氩气是一种惰性气体，焊接时既不与金属起化学反应，也不溶解于液态金属中，因此可以避免焊缝中金属元素的烧损和由此带来的其他焊接缺陷，使焊接冶金反应变得简单并容易控制，为获得高质量的焊缝提供了有利条件。Ar、
19、He、H 2、N 2的热导率与温度的关系见图 4。由此可见，氩气的热导率最小，又属于单原子气体，高温时不会因分解而吸收热量，所以在氩气中燃烧的电弧热量损失较小。氩气的密度较大，在保护时不易漂浮散失，保护效果良好。焊丝金属很容易呈稳定的轴向射流过渡，飞溅极小。（2）氩气的存储氩气可在低于-184下以液态形式储存和运输，但焊接时多使用钢瓶装的氩气，氩气钢瓶规定漆成银灰色，上写绿色（氩）字。目前我国常用氩气钢瓶的容积为 33L、40L、44L，在 20以下，满瓶装氩气压力为 15MPa。氩气钢瓶在使用中严禁敲击、碰撞；瓶阀冻结时，不得用火烘烤；不得用电磁超重搬运机搬运氩气钢瓶；夏季要防日光暴晒；瓶内
20、气体不能用尽；氩气钢瓶一般应直立放置。（3）焊接用氩气的纯度氩气是制氧的副产品，因为氩气的沸点介于氧和氮之间，差值很小，所以在氩气中常残留一定数量的其他杂质。按我国现行规定，焊接用氩气的纯度应达到 99.99%，具体技术要求按 GB 484284 和 GB 1064289 的规定（见表 11）执行。不同材质焊接时所使用的氩气纯度见表 12。表 11 焊接用氩气的纯度要求氩气(GB 484284) 高纯度氩气(GB 1062489)指标名称工业用氩 优等品 一级品 合格品氩含量()/%氮含量()/%氧含量()/%氢含量()/%碳含量()/%水分含量()/%99.990.0070.0010.000
21、50.0010.00299.99960.00020.00010.000050.000050.0000199.99930.00040.00010.00010.00010.0002699.9990.00050.00020.00010.00020.0004注：气体的含量用体积分数表示；水分的含量用质量分数表示。表 12 不同材质焊接时所使用的氩气纯度各气体含量/%被 焊 材 料Ar N2 O2 H2O钛、锆、钼、铌及其合金铝、镁及其合金、铬镍耐热合金铜及铜合金、铬镍不锈钢99.9899.999.70.010.040.080.0050.050.0150.070.070.07焊接中如果氩气的杂质含量超过
22、规定标准，在焊接过程中不但影响对熔化金属的保护，而且极易使焊缝产生气孔、夹渣等缺陷，影响焊接接头质量，加剧钨极的烧损量。2.3 氦气（He）（1）氦气的性质氦气也是一种无色、无味的惰性气体，与氩气一样也不知其他元素组成化合物，不易溶于其他金属，是一种单原子气体，沸点为-269。氦气的电离电位较高，焊接时引弧困难。与氩气相比它的热导率较大，在相同的焊接电流和电弧强度下电压高，电弧温度高，因此母材输入热量大，焊接速度快，弧柱细而集中，焊缝有较大的熔透率。这是利用氦气进行电弧焊的主要优点，但电弧相对稳定性稍差于氩弧焊。氦气的原子质量轻，密度小，要有效地保护焊接区域，其流量要比氩气大得多。由于价格昂贵
23、，只在某些具有特殊要求的场合下应用，如核反应堆的冷却棒、大厚度的铝合金等关键零部件的焊接。氩气和氦气在焊接过程中的特性比较见表 13。表 13 氩气和氦气在焊接过程中的特性比较气 体 符 号 特 性氩气 Ar电弧电压低：产生的热量少，适用于薄金属的钨极氩弧焊良好的清理作用：适合焊接形成难熔氧化皮的金属，如铝、铝合金及含铝量高的铁基合金容易引弧：焊接薄件金属时特别重要气体流量小：氩气比空气密度大，保护效果好，比氦气受空气的流动性影响小适合立焊和仰焊：氩气能较好地控制立焊和仰焊时的熔池，但保护效果比氦气差焊接异种金属：一般氩气优于氦气氦气 He电弧电压高：电弧产生的热量大，适合焊接厚金属和具有高热
24、导率的金属热影响区小：焊接变形小，并得到较高的力学性能气体流量大：氦气比空气密度小，气体流量比氩气大 0.22 倍,氦气对空气流动性比较敏感,但氦气对仰焊和立焊的保护效果好自动焊速度高：焊接速度大于 66mm/s 时，可获得气孔和咬边较小的焊缝由于氦气电弧不稳定，阴极清理作用也不明显，钨极氦弧焊一般采用直流正接，即使对于铝、镁及其合金的焊接也不采用交流电源。氦弧发热量大且集中，电弧穿透力强，在电弧很短时，正接也有一定的去除氧化膜效果。直流正接氦弧焊接铝合金时，单道焊接厚度可达 12mm，正反面焊可达 20mm。与交流氩弧焊相比，熔深大、焊道窄、变形小、软化区小、金属不易过烧。对于热处理强化铝合
25、金，其接头的常温及低温力学性能均优于交流氩弧焊。（2）焊接用氦气的纯度作为焊接用保护气体，一般要求氦气的纯度为 99.9%99.999%，此外还与被焊母材的种类、成分、性能及对焊接接头的质量要求有关。一般情况下，焊接活泼金属时，为防止金属在焊接过程中氧化、氮化，降低焊接接头质量，应选用高纯度氦气。焊接用氦气的技术要求见表 14。表 14 焊接用氦气的技术要求纯 氦 工业用氦指标名称 高纯氦一级品 二级品 一级品 二级品氦含量()/% 99.999 99.99 99.99 99.9 98氖含量()/10 -6 4.0 15 25氢含量()/10 -6 1.0 3.0 5.0(Ne+H2)800氧
26、总含量()/10 -6 1.0 3.0 5.0 29氮含量()/10 -6 2.0 10 20 50(Ne+H2+O2+Ar)2.0%CO 含量()/10 -6 0.5 1.0 1.0CO2含量()/10 -6 0.5 1.0 1.0甲烷含量()/10 -6 0.5 1.0 1.0不作规定水分含量()/10 -6 3.0 10 15 30不作规定注：表中气体的含量用体积分数表示；水分含量用质量分数表示。2.4 氧气的性质（1）氧气的性质氧气在常温常压下是一种无色、无臭、无味、无毒的气体。在 0和 1atm（101325Pa）下氧气密度为1.43kg/m3，比空气大。氧的液化温度为-182.96
27、，液态氧呈浅蓝色。常温时，氧则以化合物和游离态大量存在于空气和水中。氧气本身并不能燃烧，但它是一种化学性质极为活泼的助燃气体，能与很多元素化合，生成氧化物。通常情况下把激烈的氧化反应称为燃烧。气焊和切割正是利用可燃气体和氧燃烧所放出的热量作为热源的。（2）氧气的制取制取氧气的方法很多，如化学法、电解水法及液化空气法等。但在工业上大量制取氧气时，都采用液化空气法。就是将空气压缩，并且冷却到-196以下，使空气变成液体，然后再升高温度，当液体空气的温度上升到-196时，空气中的氮则蒸发变成气体，但温度继续升高到-183时，氧开始气化。再用压缩机将气体氧压缩到 120150atm，装入专用的氧气瓶中
28、，以便使用和储存。（3）氧气的存储氧气的存储和运输一般都将氧气装在专用的氧气瓶中，并且氧气瓶外部应涂上天蓝色油漆，用黑色油漆写上“氧气”两字以作标志。氧气瓶应在使用过程中每隔 35 年应在充气工厂进行检验，即检查气瓶的容积、质量，查看气瓶的腐蚀和破裂程度。常用氧气瓶的尺寸和装气量见表 15。工作过程中氧气的供气量主要靠气瓶上的减压器进行调节，气瓶用减压器的主要技术参数见表 16，减压器常见故障及防止措施见表 17。表 15 常用氧气瓶的尺寸和装气量外形尺寸/mm外 径 高 度内容积/L 瓶重/ 瓶阀型号 装气量/m 3(20,14.7MPa 条件下)115020 33 47 5125020 3
29、6 53 5.5137020 40 57 6148020 44 60 6.5219157020 47 63QF-2 铜阀7表 16 气瓶用减压器的主要技术参数减压器型号 QD1 QD-2A QD-2A DJ-6 SJ7-10 QD-20 QW2-16/0.6名称 单级氧气减压器 双级氧气减 压器 单级乙炔 减压器 单级丙烷 减压器高压表 024.5 024.5 024.5 024.5 024.5 024.5 024.5压力表规格/MPa 低压表 03.92 01.568 00.392 03.92 03.92 00.245 00.157进气侧 14.7 14.7 14.7 14.7 14.7 1
30、.96 1.96最高工作压力/MPa 工作侧 2.45 0.98 0.196 1.96 1.96 0.147 0.059工作压力调节范围/MPa 0.12.45 0.10.98 0.010.2 0.12.0 0.11.96 0.010.05 0.020.05最大供气能力/m 3h-1 80 40 12 180 9 出气口孔径/mm 6 5 3 5 4 安全阀泄气压力/MPa 2.83.8 1.11.6 2.16 2.16 0.20.3 0.070.1重量/ 4 2 2 2 3 2 2外形尺寸/mm 200200210 165170160 165170160 170200142 20017022
31、0 170185315 165190160表 17 减压器常见故障及防止措施常 见 故 障 故障部位及原因 防止措施及修理减压器连接部分漏气，螺纹配合松动或垫圈损坏拧紧螺钉；更新垫圈或加石棉绳安全阀漏气；活门垫料损坏或弹簧变形调整弹簧；更换新活门垫料（青钢纸和石棉绳） 减压器漏气减压器上盖薄膜损坏或拧不紧，造成漏气 更换橡胶薄膜或拧紧螺钉减压表针爬高(自流),调节螺钉松开后，气体流出（低压表针继续上升）活门或门座上有污物，活门密封垫或活门座不平；回动弹簧损坏，压紧力不足将活门污物去净，将活门不平处用细纱布磨平，如有裂纹，更换新的，调整弹簧长度调节螺钉已拧到底，但工作压力不升或升得很少，其原因是
32、主弹簧损坏或传动杆弯曲拆开减压器盖，更换主弹簧和传动杆工作时氧气压力下降，或表针有剧烈跳动，原因为减压器内部冻结用热水加热解冻后，把水分吹干氧气瓶阀打开时，高压表表针指示有氧，但低压表不动作或动作不灵敏低压表已指示工作压力，但使用时突然下降，原因是氧气瓶阀门没有完全打开进一步打开氧气阀门与气态氧相比，液态氧具有耗能低、供给的氧气纯度高（可达 99.9%以上）、运输效率高等优点。因此工业用氧有时也以液态氧方式供应。向使用单位或现场供应液态氧的方式如下。a、在使用部门设置气态氧储罐，由装备气化装置和压缩装置的液态运输槽车向储罐充装气态氧。b、在使用部门设置液态储罐和气化装置，由液氧运输槽车向储罐充
33、装液态氧。c、将小型液氧容器和相应的气化器装在推车上，配置在使用现场，并按使用需要在现场随时移动，这种方式只限于用氧量不大的工厂和现场。液态氧储罐有移动式和固定式两种，移动式液氧容器的规格和主要技术参数见表 18，固定式液氧容器的规格和主要技术参数见表 19。表 18 移动式液氧容器的规格和主要技术参数型 号 CD4-50 CD4-100 CD4-175 型 号 CD4-50 CD4-100 CD4-175容器内容积/L 50 100 175 高度/mm 1160 1150 1535工作压力/MPa 1.372 1.372 1.372 外径/mm 322 505 505日蒸发率/% 2.5 2
34、.3 1.21.6 推车质量/ 45 81 117技术参数 空容器质量/ 60 90 115技术参数表 19 固定式液氧容器的规格和主要技术参数型 号 CF-2000 CF-3500 CF-5000 CF-10000几何容积/m 3 2.10 3.68 5.25 10.5有效容积/m 3 2 3.5 5 10内筒内径/mm 1200 1400 1400 2000外筒内径/mm 1700 2000 2000 2600日蒸发率/% 0.9 0.55 0.45 0.4供气能力/m 3h-1 按用户需求选配（外径长度）/mm 17123245 20163800 20245000 26204318公称压
35、力/MPa 0.196 0.784 1.568 0.196 0.784 1.568 0.196 0.784 1.568 0.196 0.784 1.568技术参数空容器质量/ 1.9 2.0 2.3 4.4 4.6 5.0 5.3 5.6 6.0 7.8 7.8 9.0由于氧气是一种助燃气体,性质极为活泼，当气瓶装满时，压力高达 150 个大气压。在使用过程中，如不谨慎就有发生爆炸的危险，因此，在使用和运输氧气过程中，应特别注意以下几点。a、防油。禁止戴着沾有油渍的手套去接触氧气瓶及其附属设备；运输时，绝对不能和易燃物和油类放在一起。b、防震动。氧气瓶必须牢固放置，防止受到震动，引起氧气爆炸。
36、竖立时，应用铁箍或链条固定好；卧放时，应用垫木支撑防止滚动，瓶体上最好套上两个胶皮减震圈。运输时，应用专车进行运送。c、防高温。氧气瓶无论放置还是运输时，都应离开火源不少于 10m。离开热源不少于 1m。夏天，在室外阳光下工作，必须用帆布等遮盖好，以防爆炸。d、防冻。冬季使用氧气瓶时，如果氧气瓶开关冻结了，应用热水浸过的抹布盖上使其解冻。绝对禁止用火去加热解冻，以免造成爆炸事故。e、开启氧气瓶开关前，检查压紧螺母是否拧紧。旋转手轮时，必须平稳，不能用力过猛，人应站在出氧口一侧。使用氧气时，不能把瓶内的氧气全部用完，至少剩余 13 个大气压的氧气。f、氧气瓶不使用时，必须将保护罩罩在瓶口上，以防
37、损坏开关。g、修理氧气瓶开关时，应特别注意安全，防止氧气瓶爆炸。（4）焊接用氧气的纯度由于工业用氧气通常都是采用液化空气法制取的，所以在氧气中常含有氮，焊接和切割时有氮气的存在，不但使火焰温度降低，影响生产效率，而且氮气还会与熔化的铁水化合，使之变成氮化铁，降低焊缝的强度。因此氧气的纯度对气焊、切割的效率和质量有很大影响，用于气焊和切割的氧气纯度越高越好，尤其是切割时，为实现切口下缘无粘渣，氧气纯度至少在 99.6%以上。焊接用气态氧的技术要求见表 20。对质量要求高的气焊、切割应采用纯度高的类或类一级氧气，以获得所需要的导热强度。氧气也常用作惰性气体保护焊时的附加气体，以起到细化熔滴，克服电
38、弧阴极斑点的飘移，增加母材热量输入，提高焊接速度等作用。表 20 焊接用气态氧的技术要求指 标 名 称 类 类氧含量(体积分数)/% 99.5 99.5 99.2游离水()/mL 100 100水分露点()/ 43 2.5 可燃气体焊接用可燃性气体种类繁多，但目前在气焊、切割中应用最多的是乙炔气（C 2H2），其次是石油气。也有根据本地区的条件或所焊（割）材料采用氢气、天然气或煤气等作为可燃气体。在选用可燃性气体时应考虑以下因素。a、发热量要大，也就是单位体积可燃气体完全燃烧放出的热量要大。b、火焰温度要高，一般是指在氧气中燃烧的火焰最高温度要高。c、可燃气体燃烧时所需要的氧量要少，以提高其经
39、济性。d、爆炸极限范围要小。e、运输相对方便。（1）乙炔（C 2H2）1）乙炔的性质乙炔是未饱和的碳氢化合物（C 2H2），在常温和 1 大气压（101325Pa）下是无色气体。一般情况下焊接用乙炔，因含有 H2S 及 PH3等杂质而有一种特殊的气味。乙炔在纯氧中燃烧的火焰，温度可达 3150左右，热量比较集中，是目前在气焊和切割中应用最为广泛的一种可燃性气体。乙炔密度为 1.17kg/m3。乙炔的沸点为-82.4，温度在-83.6时成为液体，温度低于-85时成为固体。气体乙炔可溶入水、丙酮等液体中。在 15和 1 大气压下，1L 丙酮中能溶解 23L 乙炔，压力增大时，乙炔在丙酮中的溶解度越
40、大。当压力增加到 1.42MPa 时，1L 丙酮中能溶解约 400L 乙炔。乙炔属于易爆炸气体，其爆炸特性如下。a、纯乙炔当压力达 0.15MPa，温度达 580600时，遇火就会发生爆炸，发生器和管路中乙炔的压力不得大于 0.13MPa。b、乙炔与空气或氧气混合时，爆炸性会大大增加。乙炔与空气混合，按体积计算，乙炔占 2.2%81%时；乙炔与氧气混合，按体积计算，乙炔占 2.8%93%时，混合气体达到自燃温度（乙炔和空气混合气体的自燃温度为 305，乙炔与氧气混合气体的自燃温度为 300）或遇到火星时，在常压下也会发生爆炸。乙炔与氯气、次氯酸盐等混合，受日光照射或受热就会发生爆炸。乙炔与氮、
41、一氧化碳、水蒸气混合会降低爆炸的危险性。c、乙炔如与铜、银等长期接触也能生成乙炔铜和乙炔银等爆炸物质。d、乙炔溶解在液体中，会大大降低爆炸性。e、乙炔的爆炸性与储存乙炔的容器形状和大小有关。容器直径越小，越不容易发生爆炸。乙炔储存在有毛细管状物质的容器中，即使压力增加到 2.65MPa 时也不会发生爆炸。2）工业用乙炔主要采用乙炔发生器由水分解工业用电石得到。制取乙炔常用的乙炔发生器种类很多，按压力可以分为中压乙炔发生器（产生表压力为 0.00690127MPa 乙炔气体的乙炔发生器）和低压乙炔发生器(产生表压力低于 0.0069MPa 乙炔气体的乙炔发生器)；按照电石与水接触方式的不同，可分
42、为排水式、电石入水和排水联合式；按位置形式不同，可分为移动式和固定式。中压乙炔发生器的种类及技术性能见表 21。对于质量要求高的气焊，应采用经过净化和干燥处理的乙炔。工业用电石是由生石灰和焦炭在电炉中熔炼而成的。乙炔气焊和切割用的电石质量等级与性能应符合表 22 中规定的要求。表 21 中压乙炔发生器的种类及技术性能型 号 Q3-0.5 Q3-1 Q3-3 Q4-5 Q4-10正常生产率/m 3h-1 0.5 1 3 5 10乙炔工作压力/MPa 0.0450.1 0.0450.1 0.0450.1 0.10.12 0.0450.1安全阀漏气压力/MPa 0.115 0.115 0.115 0
43、.15 0.15防爆膜爆破压力/MPa 0.180.28 0.180.28 0.180.28 0.180.28 0.180.28发气室乙炔最高温度/ 90 90 90 90 90电石一次装入量/ 2.4 5.0 13.0 12.5 25.5电石允许颗粒度/mm 25505080 25505080 25505080 1525152525505080发生器水容量/L 30 65 330 338 818结构形式 排水式 排水式 排水式 联合式 联合式安装形式 移动式 移动式 固定式 固定式 固定式长 515 1210 1050 1450 1700宽 505 675 770 1370 1800外形尺寸
44、/mm高 930 1150 1755 2180 2690净重(不含水和电石)/ 45 115 260 750 980表 22 乙炔气焊和切割用的电石质量等级与性能指 标指 标 名 称一级品 二级品 三级品 四级品80200 305 285 265 2355080 305 285 255 235电石粒度 /mm5080发气量/L -1 300 280 250 230乙炔中 PH3含量(体积分数)/% 0.08 0.08 0.08 0.08乙炔中 H2S 含量(体积分数)/% 0.15 0.15 0.15 0.153)乙炔的存储由于乙炔受压时容易引起爆炸，因此不能采取加压直接装瓶的方法来储存。工业
45、上通常利用其在丙酮中溶解度大的特性，将乙炔灌装在盛有丙酮或多孔物质的容器中，通常称为溶解乙炔或瓶装乙炔。乙炔瓶体通常被漆成白色，并漆有“乙炔”红色字样。瓶内装有浸满丙酮的多孔性填料，可使乙炔以1.5MPa 的压力安全地储存在瓶内。使用时，必须使用乙炔减压器将乙炔压力降低到低于 0.103MPa 方可使用。多孔性填料通常用质轻而多孔的活性炭、木屑、浮石和硅藻土等混合制作。焊接时，一般要求乙炔的纯度大于 98%，规定的灌装条件是：温度 15时，充装压力不得大于 1.55MPa。瓶装乙炔由于具有安全、方便、经济等优点，是目前大力推广应用的一种乙炔供给方法。（2）石油气石油气是石油加工过程中的产品或副
46、产品。切割中使用的石油气有单质气体，如丙烷、乙烯；也有炼油的副产品多组分混合气，通常为丙烷、丁烷、戊烷和丁烯等混合物。1）丙烷（C 3H8）丙烷是切割中常用的燃气，相对分子质量为 44.094。总热值比乙炔高，但单位质量分子的燃烧热低于乙炔，火焰温度较低，且火焰热量比较分散。丙烷在纯氧中完全燃烧时的化学反应式为C3H8+5O23CO 2+4H2O （1）由上式可知，1 个体积丙烷完全燃烧的理论耗氧量为 5 个体积。当丙烷在空气中燃烧时，实际耗氧量 3.5个体积即形成中性火焰，火焰的温度为 2520。而氧化焰的最高温度约为 2700。氧-丙烷中性火焰的燃烧速度为 3.9m/s，回火的危险性较小，
47、爆炸范围较窄，在氧气中为 23%95%。但耗氧量比乙炔高，因着火点高，不容易着火。2）丙烯（C 3H6）丙烯的相对分子质量为 42.078，总热值比丙烷低，但火焰温度较高。丙烯在纯氧中完全燃烧的化学反应式为C3H6+4.5O23CO 2+3H2O (2)1 个体积丙烷完全燃烧的理论耗氧量为 4.5 个体积。在空气中燃烧时形成中性火焰的实际耗氧量为 2.6 个体积。中性火焰的温度为 2870。当丙烯与氧的混合比为 1：3.6 时即成氧化焰，可获得较高的火焰温度。由于丙烯的耗氧量低于丙烷，而火焰温度又较高，国外曾一度用作切割气体。3）丁烷（C 4H10）丁烷的相对分子质量为 58.12，其总热值高
48、于丙烷。丁烷在纯氧中完全燃烧的化学反应式为 C4H10+6.5O24CO 2+5H2O1 个体积丁烷完全燃烧的理论耗氧量为 6.5 个体积。在空气中燃烧时形成中性火焰的实际耗氧量为 4.5 个体积，比丙烷高。丁烷与氧或空气的混合气体爆炸范围窄（体积分数为 1.5%8.5%）,不易发生回火。但因其火焰温度低，因此不能单独用作切割的燃气。4）液化石油气液化石油气是石油工业的一种副产品，主要成分为丙烷（C 3H8）、丁烷（C 4H10）、丙烯（C 3H6）、丁烯（C 4H8）和少量的乙炔（C 2H2）、乙烯（C 2H4）、戊烷（C 5H12）等碳氢化合物。液化石油气在普通温度和大气压下，组成液化石油气的这些碳氢化合物以气态存在，但只要加上约为 0.81.5MPa 的压力就会变为液体以便于瓶装存储和运输。工业上一般使用气态的石油气。气态石油气是一种略带臭味的无色气体，在标准状态下，石油气比空气密度大，其密度约为 1.82.5/m3。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性的混合气体，但
