工业切割气体基础知识介绍

天然气切割气一、气体简介工业和建筑行业中，气体火焰加工是一种普遍使用的金属加工工艺过程。

乙炔就是一种最早的、目前仍被普遍使用的金属焊割气。

尽管我国已禁止了小型乙炔发生器，但仍有大型的乙炔站在使用。

使用乙炔弊端较多，首先乙炔生产耗能耗电，属高耗能产品。

其次乙炔是一种易燃易爆的危险物品。

乙炔极易发生回火爆炸。

而且长期以来，市场上充斥着大量不符合国家强制标准的乙炔气和溶解乙炔气瓶，相当数量的乙炔气钢瓶充气前均未按规定灌注丙酮，大批乙炔钢瓶或超期服役，或充气量严重不足，安全隐患大。

同时乙炔在与氧气混合燃烧的过程中产生的黑烟中含有对人体健康有害的磷化物和硫化物等有毒气体。

而且使用乙炔易发生切口上缘熔化，下缘挂渣不易清除等现象；当氧-乙炔火焰温度过高时，还会造成切割面硬化现象，不便于下一道工序的机加工和焊接，尤其是切割易淬火钢时，容易导致切口裂纹，造成加工质量不稳定。

丙烷也作为一种切割气体，在一些行业中普遍使用。

但丙烷燃烧温度低，切割速速慢，氧气消耗量大，在厚板切割上有难度；且丙烷比重比空气大，易沉积，不宜在类似船仓等相对密闭的空间中使用；其次部分产品纯度不高，含有部分烯烃成分，气化不充分，容易堵塞管道；另外需要频繁更换钢瓶，劳动强度大；同时丙烷价格随石油产品价格定价，市场价格波动大。

液化天然气（简称LNG）是井下开采的天然气经过净化之后，通过压缩升温，在混合制冷剂的作用下，冷却移走热量，并除去其中的氮气、二氧化碳、固体杂质、硫化物和水，再节流膨胀而得到-162℃体积缩小到1/625的以液态形式存在，主要成份是甲烷。

二、气体对比天然气与丙烷、乙炔物性比较从中可以看出，天然气的有效热值比乙炔低，火焰能率比乙炔小，燃烧速度比乙炔慢，这给使用天然气切割造成一定的困难。

另一方面，天然气在空气中的爆炸范围小，燃烧速度慢。

因此，爆炸、回火的可能性比乙炔小，使用天然气的安全性比乙炔高。

由于以上天然气与乙炔工业燃气的不同特点，在使用过程中需要通过加入添加剂来改善天然气的性能。

工业气体分类
工业气体指的是在工业生产和制造过程中使用的各种气体，包括氧气、氮气、氢气、二氧化碳、氩气、乙炔等等。

这些气体在不同的工业领域有不同的应用，比如氧气可以用于燃烧加热、氧化反应、焊接等，氮气可以用于防止氧化、惰性气氛保护、制冷等，氢气可以用于燃料电池、化学反应等。

根据气体的性质和用途不同，工业气体可以分为以下几类：
1. 惰性气体：包括氮气、氩气、氦气等，具有惰性、不易与其他物质反应的特性，广泛应用于金属加工、电子工业、玻璃制造等领域。

2. 氧化气体：包括氧气、臭氧等，具有氧化作用，可以用于燃烧加热、氧化反应等。

3. 燃烧气体：包括乙炔、丙烷等，可以与氧气反应燃烧，广泛应用于金属切割、焊接等领域。

4. 溶解气体：包括二氧化碳、氨气等，可以用于制造碳酸饮料、冰淇淋、化肥等。

5. 化学气体：包括硫化氢、氢氟酸等，具有强烈的化学反应性，可以用于制造化学品、医药等。

工业气体在现代工业生产中扮演着重要的角色，不同种类的气体在不同领域有不同的应用，为各个行业的生产带来了便利和效益。

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气焊气割常用气体的性质及使用安全要求能够燃烧的并能在燃烧过程中释放出大量能量的气体，称为可燃气体；本身不能燃烧，但能帮助其它可燃物质燃烧的气体为助燃气体。

气焊气割常用的可燃气体有乙炔(C2H2)、氢气(H2)、液化石油气等；常用的助燃气体是氧气。

下面我们着重介绍一下工业上常用的可燃、助燃气体的性质：一、乙炔(一)乙炔的物理化学性质乙炔(C2H2)，又名电石气，是不饱和的碳氢化合物，在常温和大气压力下，它是一种无色气体，工业用乙炔中，因为混有硫化氢(H2S)及磷化氢(PH3)等杂质，故具有特殊的臭味。

在标准状态下，密度为1．17kg／m3，比空气稍轻，－83℃时乙炔可变成液体，－85℃时乙炔将变为固体，液体和固体乙炔在一定条件下可能因摩擦和冲击而爆炸。

乙炔是理想的可燃气体，与空气混合燃烧时所产生的火焰温度为2350℃，而与氧气混合燃烧时所产生的火焰温度为3100～3300℃，因此用它足以熔化金属进行焊接，乙炔完全燃烧反应式如下：2C2H2+5O2＝4CO2+2H2O+Q(放热)从上式看出：1体积的乙炔完全燃烧需要2．5体积的氧。

(二)乙炔的爆炸性及溶解性乙炔是一种危险的易燃易爆气体。

它的自燃点低(305℃)，点火能量小(0．019毫焦)。

在一定条件下，很容易因分子的聚合，分解而发生着火、爆炸。

1．纯乙炔的分解爆炸性纯乙炔的分解爆炸性，首先决定于它的压力和温度，同时与接触介质、乙炔中的杂质、容器形状等有关。

(1)当温度超过200～300℃时，乙炔分子就开始聚合，而形成其它更复杂的化合物，如苯(C6H6)、苯乙烯(C8H8)、萘(C10H8)、甲苯(C7H8)等。

聚合作用是放热的，气体温度越高，聚合作用速度越快，因而放出的热量就会促成更进一步的聚合。

当温度高于500℃时，未聚合的乙炔就会发生爆炸分解。

如果在聚合过程中将热量急速排除，则反应只限于一部分乙炔的聚合作用，而分解爆炸则可避免。

乙炔是吸热化合物，即由元素组成乙炔时需要消耗大量的热，当乙炔分解时即放出它在生成时所吸收的全部热量：C2H2→2C+H2+226kJ／mol。

工业气体的基本知识一、工业气体的化学性质1、氧气物理性质氧气是空气的组分之一，无色、无臭、无味。

氧气比空气重，在标准状况（0℃和大气压强101325帕）下密度为1.429克/升，能溶于水，但溶解度很小。

在压强为101kPa时，氧气在约-180摄氏度时变为淡蓝色液体，在约-218摄氏度时变成雪花状的淡蓝色固体。

化学性质氧气的化学性质比较活泼。

除了稀有气体、活性小的金属元素如金、铂、银之外，大部分的元素都能与氧起反应，这些反应称为氧化反应，而经过反应产生的化合物（有两种元素构成，且一种元素为氧元素）称为氧化物。

一般而言，非金属氧化物的水溶液呈酸性，而碱金属或碱土金属氧化物则为碱性。

此外，几乎所有的有机化合物，可在氧中剧烈燃生成二氧化碳与水。

化学上曾将物质与氧气发生的化学反应定义为氧化反应（combination reaction)。

2、乙炔物理性质纯乙炔为无色无味的易燃、有毒气体。

而电石制的乙炔因混有硫化氢H2S、磷化氢PH3、砷化氢，而带有特殊的臭味。

熔点（118.656kPa）-84℃，沸点-80.8℃，相对密度0.6208(-82/4℃)，折射率1.00051，折光率1.0005（0℃），闪点（开杯）-17.78℃，自燃点305℃。

在空气中爆炸极限 2.3%-72.3%（vol）。

在液态和固态下或在气态和一定压力下有猛烈爆炸的危险，受热、震动、电火花等因素都可以引发爆炸，因此不能在加压液化后贮存或运输。

微溶于水，易溶于乙醇、苯、丙酮等有机溶剂。

在15℃和1.5MPa时，乙炔在丙酮中的溶解度为237g/L，溶液是稳定的。

因此，工业上是在装满石棉等多孔物质的钢瓶中，使多孔物质吸收丙酮后将乙炔压入，以便贮存和运输。

为了与其它气体区别，乙炔钢瓶的颜色一般为白色，橡胶气管一般为黑色，乙炔管道的螺纹一般为左旋螺纹（螺母上有径向的间断沟）。

化学性质乙炔（acetylene）最简单的炔烃，又称电石气。

分子式CH≡CH，化学式C2H2。

关于气割的知识气割气割的工艺参数主要有预热火焰能率、切割氧气压力、切割速度、割嘴倾角及其与工件表面的距离等。

1、预热火焰能率预热火焰能率主要取决于割炬和割嘴的大小。

气割是应根据工件的厚度选择割炬型号和嘴号，火焰能率过大，会造成上且口边缘塌边或产生细竹状毛边。

特别是气割薄板时，火焰能率过大，会使整个切割而熔化，不仅切口不平整，而且下口边缘会形成熔滴，清查十分困难，甚至会出现边割边焊的现象。

如果火焰能率太小，则会导致预热时间长、切割速度慢、切割面粗燥甚至割不透等。

2、切割氧气压力切割氧气的压力主要根据切割厚度确定。

氧气压力太小切割过程缓慢，切口粘渣，甚至个不透；氧气压力过大，不但浪费氧气，而且切口增宽、表面粗糙，如果切割场所尘灰较多，还会因此溅起更多的飞灰，恶化作业环境。

3、切割速度切割速度也是影响切口质量的一个重要参数。

通常情况下切割速度随切割厚度的增加而减慢。

但是在相同的工艺条件下，切割速度太慢，相当于增加了火焰能率，因此会出现上切口塌边等类似火焰能率过大产生的缺陷；而切割速度太快，则会造成拖量多大甚至割不透。

4、割嘴倾角气割时，通常割嘴应垂直于工件表面。

但直线切割厚度小于20mm的工件时，割嘴可向后（与切割方向相反）倾斜20o-30o,这样可消除或减少后拖量，提高切割速度与质量。

当直线或曲线切割厚度大于20mm的工件时，割嘴应垂直于工件表面。

5、割嘴与工件表面的距离割嘴与工件表面之间的距离应视火焰能率及工件的厚度面定。

一般以焰新距工件表面2-4mm为宜。

但在切割较厚的工件时，火焰能率较大，各最于工件表面的距离可适当增大些，以防止切口边熔化以及因各最过热核飞溅的熔渣堵塞碰嘴可引起回火（在氧气作用下，火焰在乙炔输气管内倒燃的现象）。

气焊与气割设备的安全使用焊与气割设备主要由气瓶、减压器、焊炬、割炬及橡胶软管等组成。

一、常用气瓶的安全使用用于气焊与气割的氧气瓶和氢气瓶属于压缩气瓶，乙炔气瓶属于溶解气瓶，石油气瓶属于液化气瓶。

光纤激光切割头所使用的气体
【原创实用版】
目录
一、光纤激光切割头所使用的气体的重要性
二、光纤激光切割头气体的选择
三、不同材料的切割气体选择
四、切割气体的纯度要求
五、激光切割机的切割效果与辅助气体的选择
正文
一、光纤激光切割头所使用的气体的重要性
光纤激光切割头在切割过程中，气体的选择和使用至关重要。

合适的气体可以提高切割效率、切割质量以及切割面的光洁度。

气体在激光切割过程中主要起到冷却、保护和吹走熔融物的作用。

二、光纤激光切割头气体的选择
光纤激光切割头通常使用氧气和氮气作为辅助气体。

氧气可以提高切割效率，促进金属材料的氧化反应，使切割面更容易形成。

而氮气则可以用于提高激光切割效果，降低切割面的氧化程度。

三、不同材料的切割气体选择
不同的切割材料需要选择不同的辅助气体。

例如，在切割不锈钢时，可以选择氮气作为辅助气体，以提高切割质量；在切割碳钢时，可以选择氧气和氮气的混合气体，以达到更好的切割效果。

四、切割气体的纯度要求
切割气体的纯度对激光切割效果也有很大影响。

纯度越高，切割效率和切割质量越好。

一般来说，氧气的纯度要求在 99.5% 以上，氮气的纯
度要求在 99.9% 以上。

五、激光切割机的切割效果与辅助气体的选择
激光切割机的切割效果与辅助气体的选择密切相关。

合适的辅助气体可以提高切割效率、切割质量和切割面的光洁度。

在实际操作中，需要根据切割材料的材质、厚度等因素选择合适的辅助气体。