安装工程施工技术

安装工程施工技术

第一节切割和焊接

第二节除锈、防腐蚀和绝热工程

第三节吊装工程

第四节辅助项目

考点一：切割

常用的切割方法有机械切割、火焰切割、电弧切割和激光切割等。

(-)机械切割

机械切割方法是利用机械方法将工件切断。常用的切割机械主要有剪板机、弓锯床、钢筋

切断机、砂轮切割机、电动割管套丝机等。

(1)剪板机是借助于运动的上刀片和固定的下刀片、采用合理的刀片间隙，对各种厚度的

金属板材施加剪切力，使板材按所需要的尺寸断裂分离。剪板机属于锻压机械的一种，主

要用于金属板材的切断加工。

(2)弓锯床是以锯条为刀具，利用装有锯条的弓锯作往复运动，以锯架绕一支点摆动的方

式进给，锯切金属圆料、方料、管料和型材的机床。该机床结构简单，体积小，但效率较

低。

(3)钢筋切断机是一种剪切钢筋所使用的一种工具。有全自动钢筋切断机，和半自动钢筋

切断机之分。主要用于房屋建筑、桥梁、隧道、电站、大型水利等工程中对钢筋的定长切

断。钢筋切断机与其他切断设备相比，具有重量轻、耗能少、工作可靠、效率高等特点。

(4)砂轮切割机是以高速旋转的砂轮片切割钢材的工具。砂轮片是用纤维、树脂或橡胶将

磨料粘合制成的。广泛应用于建筑、五金、水电安装等部门，用以切割金属管、扁钢、工

字钢、槽钢、圆钢等型材。但其生产效率低、加工精度低，安全稳定性较差。

(5)电动割管套丝机是设有正反转装置，用于加工管道外螺纹的电动工具。主要用于

DN150以下钢管管螺纹的加工。它使管道安装时的管螺纹加工变得轻松，快捷，降低了管

道安装工人的劳动强度。

(二)火焰切割

火焰切割是利用可燃气体在氧气中剧烈燃烧及被切割金属燃烧所产生的热量而实现连续切

割的方法。

工作原理是：用氧气与可燃气体混合后燃烧形成的高温火焰，将被割金属表面加热到燃

点，然后喷出高速切割氧流，使金属剧烈氧化燃烧并放出大量热量，高压切割氧流同时将

氧化燃烧形成的熔渣从割口间隙中吹除，形成割口，随着割炬向前移动使工件形成切口。

火焰切割按所使用的燃气种类，可分为氧-乙快火焰切割(俗称气割)、氧-丙烷火焰切割、

氧-天然气火焰切割和氧-氢火焰切割。实际生产中应用最广的是氧-乙快火焰切割和氧-丙

烷火焰切割。

1、气割金属需满足的条件

火焰切割过程包括预热燃烧吹渣三个阶段，但并不是所有金

属都能满足这个过程的要求，可以被气割的金属应该符合下列条件：

(1)金属在氧气中的燃烧点应低于其熔点；

(2)金属燃烧生成氧化物的熔点应低于金属熔点，且流动性要好；

(3)金属在切割氧流中的燃烧应是放热反应，且金属本身的导热性要低。

符合上述气割条件的金属有纯铁、低碳钢、中碳钢、低合金钢以及钛等。其它常用的金属

材料如铸铁、不锈钢、铝和铜等由于不满足此三条件，所以不能应用氧气切割，这些材料

目前常用的切割方法是等离子弧切割。

2、氧-乙焕火焰切割

氧-乙烘火焰的最高温度可达3300℃,对金属表面的加热速度较快。采用不同规格的割炬

和割嘴，可以切割不同厚度的低碳钢、中碳钢和低合金钢。氧-乙焕火焰切割是一种传统的

切割方法，应用相当广泛，通常切割厚度的范围为3〜150mm。但如果钢材中含有铭，银，

铝等抗氧化的合金元素含量过高时，如不锈钢、工具钢等就必须采用氧熔剂切割或等离子

弧切割。

3、氧-丙烷火焰切割

氧-丙烷火焰切割与氧-焕焰切割相比具有以下优点：

(1)氧-丙烷切割的安全性大大高于氧-焕焰切割。

(2)丙烷气是石油炼制过程的副产品，制取容易，成本低廉，且易于液化和灌装，对环境

污染小。

(3)选用合理的切割参数切割时，切割面上缘无明显的烧塌现象，下缘不挂渣。切割面的

粗糙度优于氧-焕焰切割。

氧-丙烷切割的缺点是火焰温度比较低，切割预热时间略长于氧-快焰切割•氧气的消耗量

亦高于氧-焕焰切割，但总的切割成本远低于氧-焕焰切割。

4、氧-氢火焰切割

氧-氢火焰切割是利用水电解产生的氢-氧混合气做燃料来替代乙焕、丙烷等切割气体的一

种火焰切割方法。

氧-氢火焰切割具有以下优点：

(1)成本较低。利用氢-氧焰切割钢材，燃气费用仅为乙快的20%,丙烷的30〜40%,且无

需搬运和更换气瓶，减轻了工人劳动强度，提高了工时利用率。

(2)安全性好。氢-氧发生器使用气体压力较低，管理要求低，并设有多级安全保护装

置，以确保操作安全性。由于气体不储存，即产即用，安全性比钢瓶燃气要高。

(3)环保。生产过程无污染，氢气-氧气燃烧后的产物为水，无毒、无味、无烟，给操作

工人一个清爽的工作环境。

5、氧熔剂切割

氧熔剂切割是在切割氧流中加入纯铁粉或其它熔剂，利用它们的燃烧热和废渣作用实现气

割的方法为氧熔剂切割。此种切割方法烟尘少，切断面无杂质，可用来切割不锈钢、高铭

钢等。

(三)电弧切割

电弧切割按生成电弧的不同可分为等离子弧切割和碳弧气割。

1、等离子弧切割

等离子弧切割是一种常用的金属和非金属材料切割工艺方法。它利用高速、高温和高能的

等离子气流来加热和熔化被切割材料，并借助内部的或者外部的高速气流或水流将熔化材

料排开直至等离子气流束穿透背面而形成割口。

等离子弧弧区内的气体完全电离，能量高度集中，能量密度很大，可达105~106W/cm2,电

弧温度可高达15000℃~20000℃,远远超过所有金属以及非金属的熔点。因此，等离子弧

切割过程不是依靠氧化反应，而是靠熔化来切割材料，因而比氧化切割方法的适用范围大

得多，能够切割绝大部分金属和非金属材料。如不锈钢、高合金钢、铸铁、铝、铜、鸨、

铝、和陶瓷、水泥、耐火材料等。

等离子切割机配合不同的工作气体可以切割各种气割难以切割的金属，尤其是对于有色金

属(不锈钢、碳钢、铝、铜、钛、银)切割效果更佳；其主要优点在于切割厚度不大的金

属的时候，等离子切割速度快，尤其在切割普通碳素钢薄板时，速度可达氧切割法5~6

倍、切割面光洁、热变形小、几乎没有热影响区。

2、碳弧气割

碳弧气割是利用碳极电弧的高温，把金属局部加热到熔化状态，同时用压缩空气的气流把

熔化金属吹掉，从而达到对金属进行切割的一种加工方法。»

碳弧切割的适用范围及特点为：：:“不二^57”

(1)在清除焊缝缺陷和清理焊根时，生产效率高。,修二

(2)用来加工焊缝坡口，特别适用于开U型坡口；

(3)使用方便，操作灵活；***«

(4)可以加工多种不能用气割加工的金属，如铸铁、高合金钢、铜和铝及其合金等，对有

耐腐蚀要求的不锈钢一般不采用此种方法切割。

(5)设备、工具简单，操作使用安全。

(6)碳弧气割可能产生的缺陷有夹碳、粘渣、铜斑、割槽尺寸和形状不规则等。

（四）激光切割

激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束熔化或气化被割材料，同时借助与光束同轴的

高速气流吹除熔融物质，并使激光束移动而实现的无接触切割方法。

激光切割与其他热切割方法相比较，主要特点有：切口宽度小（如0.1mm左右）、切割精度

高、速度快、质量好，并可切割多种材料（金属、非金属、金属基和非金属基复合材料、

皮革、木材及纤维等）。激光切割由于受激光器功率和设备体积的限制，只能切割中、小厚

度的板材和管材。此外，激光切割设备费用高，一次性投资大。

（五）几种常用的切割设备

1、小车式切割机（可略）

小车式切割机是切割行业传统的板材下料设备，由于操作简便、使用灵活等特点，在各行

业中应用十分广泛，多用于火焰切割和等离子切割。

我国门式数控切割机生产技术发展很快，国内仿形切割仍以该为主，只有这种数控切割方

式，才能有效地保证切割过程中的工序完全自动化。目前这类切割机仍以火焰式和普通等

离子式切割机为主，大型水下等离子切割，精细等离子切割，激光切割等先进切割技术已

开始应用在门式数控切割机中。

例题解析

1.1可以用气割方法切割的金属材料有（）。

A.不锈钢B.铸铁C.铝D.钛

解题要点：

火焰切割过程包括预热一燃烧一吹渣三个阶段，但并不是所有金属都能满足该过程的

要求，只有符合下列条件的金属才能进行气割：

(1)金属在氧气中的燃烧点应低于其熔点；

(2)金属燃烧生成氧化物的熔点应低于金属的熔点，且流动性要好；

(3)金属在切割氧流中的燃烧应是放热反应，且金属本身的导热性要低。

符合上述气割条件的金属有纯铁、低碳钢、中碳钢、低合金钢以及钛。其它常用的金属材料

如铸铁、不锈钢、铝和铜，由于不满足此三条件，所以不能应用气割。这些材料常用的切割

方法是等离子弧切割。

所以正确答案为：D«

1.2能够切割不锈钢、铸铁、铝、铜、鸨、陶瓷和水泥等材料的切割方法为()。

A.气割B.氧熔剂切割C.等离子弧切割D.碳弧气割

解题要点：

等离子弧弧区内的气体完全电离，能量高度集中，能量密度很大，电弧温度可高达

15000℃~20000℃,,远远超过所有金属以及非金属的熔点。因此，等离子弧切割过程不是

依靠氧化反应，而是靠熔化来切割材料，因而比氧-燃气切割的适用范围大得多，能够切割

绝大部分金属和非金属材料，如不锈钢、高合金钢、铸铁、铝、铜、鸨、铝、和陶瓷、水

泥、耐火材料等。

【易错】A.气割可以切割的金属有纯铁、低碳钢、中碳钢、低合金钢以及钛；B.氧熔剂切

割可用来切割不锈钢等；D.碳弧气割可以加工多种不能用气割加工的金属，如铸铁、高合

金钢、铜和铝及其合金等，但对有耐腐蚀要求的不锈钢一般不采用此种方法切割。

所以答案为：Co

1.3氧-氢火焰切割是利用电解水装置产生的氢-氧混合气做燃料的一种火焰切割方法，其

主要特点为()。

A.成本较低B.割口表面光洁度低

C.安全性较差D.环保

解题要点：

氧-氢火焰切割是利用电解水装置产生的氢-氧混合气做燃料的一种火焰切割方法。氢-氧焰

温度可达3000℃,火焰集中，割口表面光洁度高，无烧塌和圆角现象，不结渣。也可以用

于火焰加热。氧-氢火焰切割具有以下优点：

(1)成本较低。燃气费用仅为乙快的20%,丙烷的30〜40%,且无需搬运和更换气瓶，减

轻了劳动强度，提高了工时利用率。

(2)安全性好。由于气体不储存，即产即用，安全性比钢瓶燃气要高。

(3)环保。生产过程无污染，氢氧气燃烧后产物为水，无毒、无味、无烟，给工人一个清

爽的工作环境。

所以答案为：AD。

考点二：焊接-熔化焊

焊接是通过加热或加压或二者并用的方法，将两种或两种以上的同种或异种材料-，通过原

子或分子之间的结合和扩散连接成一体的工艺过程，可以连接金属材料和非金属材料。

(-)焊接的分类及特点

按照焊接过程中金属所处的状态及工艺的特点，可以将焊接方法分为熔化焊(熔焊)、压力

焊（压焊）和钎焊三大类。如图2.1.1所示。

1、熔化焊

熔化焊是利用局部加热的方法将连接处的金属加热至熔化状态，然后冷却结晶成一体的焊

接方法，可形成牢固的焊接接头。

一焊条电犯焊

--埋孤焊

一熔化极

・8?电如焊

1-姐如焊

一熔焊一-一电如焊-

一非熔化级一「的极M如焊

♦电清焊■一等离子瓠焊

一电子束焊

一激光焊接

・电阳焊

■压焊一摩擦焊

一超声波焊

一真空扩敝焊接

一讦焊—软钎焊

硬轩焊

（1）气焊

气焊所用的可燃气体与气割相同,主要有乙烘、丙烷、天然气和氢气等，氧气为助燃气

体。

气焊用的焊丝起填充金属的作用,焊接时与熔化的母材一起组成焊缝金属。

焊接有色金属、铸铁和不锈钢时,还应采用焊粉（熔剂），用以消除覆盖在焊材及熔池表

面上的难熔的氧化膜和其它杂质,并在熔池表面形成一层熔渣，保护熔池金属不被氧化，

排除熔池中的气体、氧化物及其它杂质，提高熔化金属的流动性，使焊接顺利并保证质量

和成形。

气焊的主要优点：

①设备简单、费用低、移动方便、使用灵活。

②通用性强，对铸铁及某些有色金属的焊接有较好的适应性。

③无需电源，因而在无电源场合和野外工作时有实用价值。

气焊的主要缺点：

①生产效率较低。气焊火焰温度低，加热速度慢。

②焊接后工件变形和热影响区较大，焊接变形大。

③焊接过程中，熔化金属受到的保护差，焊接质量不易保证。

④较难实现自动化。

（2）电弧焊

电弧焊的原理是利用电弧放电（俗称电弧燃烧）所产生的热量将焊条与工件互相熔化并在

冷凝后形成焊缝，从而获得牢固接头的焊接过程。

1）手工焊条电弧焊（简称手弧焊）

是目前在工业生产中广泛应用的一种焊接方法。

手弧焊的主要优点：

①操作灵活。

②设备简单，使用方便，投资少。

③应用范围广。

手弧焊的主要缺点有：

①焊接生产效率低。

②劳动条件差。

③焊接质量不够稳定。

2）埋弧焊。

埋弧焊的电弧是在一层颗粒状的可熔化焊剂覆盖下燃烧进行焊接的方法。埋弧焊的主

要优点是：

①热效率较高，熔深大，工件的坡口可较小，减少了填充金属量。

②焊接速度高。

③焊接质量好，焊剂的存在不仅能隔开熔化金属与空气的接触，而且使熔池金属较慢地凝

固，减少了焊缝中产生气孔、裂纹等缺陷的可能性。

④在有风的环境中焊接时，埋弧焊的保护效果胜过其它焊接方法。

埋弧焊的缺点有：

①这种焊接方法一般只适用于水平位置焊缝焊接。

②难以用来焊接铝、钛等氧化性强的金属及其合金。

③由于不能直接观察电弧与坡口的相对位置，容易焊偏。

④只适于长焊缝的焊接。

⑤不适合焊接厚度小于1mm的薄板。

由于埋弧焊熔深大，生产效率高，机械化操作的程度高，因而适于焊接中厚板结构的长焊

缝和大直径圆筒的环焊缝，尤其适