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识别正确的焊接和切割火炬喷嘴

来源：花匠小妙招时间：2025-08-12 16:14

焊接或切割焊炬的喷嘴是关键所在（见图 1）。焊接喷嘴通常产生正压（高于 1 磅/平方英寸[PSI]），并在乙炔和氧气等压下使用。这些单孔铜合金喷嘴连接到配有混合器的焊炬手柄上，该混合器将燃料与氧气混合，就像汽车中的化油器混合汽油和空气一样。

图 1

不幸的是，使用何种最佳尺寸和均匀性的焊接和切割喷嘴可能会成为用户困惑的来源。

切割焊炬喷嘴设计

喷嘴设计基于所用燃气的火焰特性，以及切割喷嘴的预期用途。切割喷嘴有一体式和两件式两种样式。

一体式喷嘴用于乙炔，由铜合金制成以承受切割过程的热量（见图 2）。铜合金经过机械加工、钻孔和特殊线材的压缩，以产生精确的预热孔和切割氧气孔。必须仔细控制公差以生产稳定的切割喷嘴。

图 2
一体式喷嘴有（1）切割喷射氧气通道和（2）预热火焰通道。

乙炔喷嘴制造时有四个或六个预热孔，可提供轻度、中度和重度预热，用于清洁、脏污或生锈的钢板。铆钉清洗喷嘴使用低速切割氧气流来吹出钢板中的铆钉而不损坏钢板。还有用于凿槽焊缝、切割金属薄板和其他专门用途的喷嘴。

一体式喷嘴可用于甲基乙炔-丙二烯（MAPP®）和丙烯。它们有八个预热孔，以提供这些气体所需的额外热量。然而，两件式喷嘴通常为 MAPP 气体和丙烯提供最佳效果。

一体式喷嘴的氧气孔有两种配置：用于手工切割的直孔，使用 40 至 60 PSI 的压力；以及用于机器切割的发散孔，具有锥形或喇叭形出口孔。发散孔喷嘴使用较高的 70 至 100 PSI 出口压力，比直孔喷嘴的切割速度提高 25%。

两件式喷嘴由外壳和花键插件组成（见图 3 和图 4）。花键插件用于消除为燃烧较慢、较冷的燃料气体钻出多个预热孔的需求。不同的花键配置允许不同的燃料气体更高效地燃烧。

图 3
两件式喷嘴由（1）外壳，（2）内部件，（3）预热火焰凹槽，（4）凹槽末端，和（5）切割氧气通道组成。

图 4
两件式喷嘴用于替代燃料气体，如天然气、甲烷、丙烯、MAPP 和丙烷。这张图显示了切割火炬开始切割和正在工作的情况

丙烯和 MAPP 使用精细的矩形凹槽和轻微凹入外壳前面的插入物来固定预热火焰，提供最有效的预热。对于天然气、甲烷和丙烷，V 形凹槽使预热更有效。小喷嘴通常有小凹槽，大喷嘴使用宽 V 形凹槽。这些气体需要在插入物和外壳之间有更深的凹槽，以更好地固定这些燃烧较慢的气体的预热火焰。

与单件式喷嘴一样，两件式喷嘴的氧气孔可以有直线或发散的配置，还有用于冲洗和凿槽的专用喷嘴。

将切割火炬喷嘴与工艺匹配

气体焊接只能使用氧乙炔或 MAPP 完成。这些气体有一个吸热（吸热）反应。其他常见的燃料气体——甲烷、天然气、丙烯和丙烷——有一个放热（放热）反应。

因此，乙炔和 MAPP 是吸热的，燃烧时释放热量，具有正 BTU 因子，而其他燃料气体是放热的，燃烧时吸收热量，具有负 BTU 因子。结果是乙炔和 MAPP 向用于气体焊接的主火焰锥提供高热输出。

乙炔是气体焊接最有效的气体。甲基乙炔-丙二烯通常需要使用大一到两个尺寸的喷嘴来焊接相同厚度的材料。

乙炔是一种爆炸性气体。为了在气瓶中稳定这种气体，气瓶必须有多孔质填充材料，其中有小的细胞空间，乙炔气体可以在其中收集。多孔质材料被丙酮饱和，气态乙炔溶解其中。在 70 华氏度时，最大乙炔气瓶压力限制为 250 磅每平方英寸表压（PSIG）。

乙炔提取压力为 15 PSIG。为了最大限度地减少丙酮的提取，乙炔的提取速率不应超过该气瓶容量的 1/10（每小时间歇使用）或 1/15（连续使用）。

铜焊和软焊可以使用任何常见燃料气体的焊接喷嘴完成，因为它们不需要熔融所需的更高热量。用于替代燃料的焊接喷嘴通常需要在喷嘴出口处有一个凹槽，以防止火焰从喷嘴端吹出。

加热喷嘴连接到带有混合器的火炬手柄上，混合器混合燃料和氧气并将其供给喷嘴。焊工使用加热喷嘴时的一个常见错误是由于没有提供足够的燃料而使喷嘴供应不足。燃料不足会导致火焰回缩到喷嘴内，导致回火和回闪。焊工需要了解他们正在使用的加热喷嘴的燃料供应要求，并通过必要时将气瓶连接在一起来维持该气体供应。

单个气瓶能抽取的气体量是有限的。许多焊工试图用单个乙炔气瓶来运行大型加热喷嘴。一个 300 立方英尺的大型乙炔气瓶的最大抽取率仅为每小时 30 立方英尺。这仅够运行一个非常小的加热喷嘴。

如果加热喷嘴开始回火，焊工需要关闭喷嘴并检查燃料气体供应。继续使用回火的喷嘴可能会对设备造成危害，并对人员造成危险。

止回阀和回火防止器可以帮助防止反向流动、回火和回焰。这些设备旨在增强操作程序，并在存在危险情况时帮助保护人员和设备。

焊工必须确保检查所使用的止回阀和回火防止器的容量，以确保它们具有所需的流量容量。没有足够流量容量的止回阀或回火防止器可能会限制流量并造成严重问题。

当然，没有任何设备可以取代安全的操作实践和妥善维护的设备。

火炬切割喷嘴的尺寸选择

切割、焊接和加热喷嘴的尺寸选择和标准化可能是一个真正的挑战，因为制造商为他们的喷嘴分配的编号与孔径大小、材料厚度或任何其他因素都没有关系（参见图 5）。例如，制造商 A 可能将切割 1/2 英寸钢材的喷嘴称为 1 号，而制造商 B 称之为 2 号，尽管两者的氧气钻孔尺寸都约为 0.038 英寸。