氧乙炔火焰热切割

氧乙炔切割1气割机理和条件2气割设备3气割工艺4气割的优缺点及应用气割简介•1氧切割是氧乙炔切割的简称，又简称火焰切割式气割。它是设备制造中十分有效的切割工艺。氧切割的设备简单，操作灵活方便，可用于切割碳钢和普通低合金钢，准确地切出直线，圆以及各种复杂的形状，切割厚度的范围较大。同时还易于实现自动化，特别是随着数控技术和光电跟踪技术以及更高质量割嘴的应用，这种趋势越来越明显。气割的割缝相当光洁，气割速度也较快。此外，氧切割还可以直接切割坡口。气割简介•调节氧气、乙炔气体的不同混合比例可得到中性焰、氧化焰和碳化焰三种性质不同的火焰。1）中性焰氧与乙炔充分燃烧，没有氧与乙炔过剩，内焰具有一定还原性。最高温度3050~3150℃。主要用于焊接低碳钢、低合金钢、高铬钢、不锈钢、紫铜、锡青铜、铝及其合金等。2）氧化焰氧过剩火焰，有氧化性，焊钢件时焊缝易产生气孔和变脆。最高温度3100~3300℃。主要用于焊接黄铜、锰黄铜、镀锌铁皮等。3）碳化焰乙炔过剩，火焰中有游离状态碳及过多的氢，焊接时会增加焊缝含氢量，焊低碳钢有渗碳现象。最高温度2700~3000℃。主要用于高碳钢、高速钢、硬质合金、铝、青铜及铸铁等的焊接或焊补。点火时，先微开氧气阀门，再打开乙炔阀门，随后点燃火焰。这时的火焰是碳化焰。然后，逐渐开大氧气阀门，将碳化焰调整成中性焰。同时，按需要把火焰大小也调整合适。灭火时，应先关乙炔阀门，后关氧气阀门。•气割简介•2利用可燃气体同氧混合燃烧所产生的火焰分离气割割炬•材料的热切割，又称氧气切割或火焰切割。气割时，火焰在起割点将材料预热到燃点，然后喷射氧气流，使金属材料剧烈氧化燃烧，生成的氧化物熔渣被气流吹除，形成切口。气割用的氧纯度应大于99％；可燃气体一般用乙炔气，也可用石油气、天然气或煤气。用乙炔气的切割效率最高，质量较好，但成本较高。气割设备主要是割炬和气源。割炬是产生气体火焰、传递和调节切割热能的工具，其结构影响气割速度和质量。采用快速割嘴可提高切割速度，使切口平直，表面光洁。手工操作的气割割炬，用氧和可燃气体的气瓶或发生器作为气源。半自动和自动气割机还有割炬驱动机构或坐标驱动机构、仿形切割机构、光电跟踪或数字控制系统。大批量下料用的自动气割机可装有多个割炬和计算机控制系统。气割机理及条件•利用氧—乙炔火焰把工件切割处的金属预热到它的燃烧点，然后以高速纯氧气流猛吹。这时金属就发生剧烈氧化，所产生的热量把金属氧化物熔化成液体。同时，氧气气流又把氧化物的熔液吹走，工件就被切出了整齐的缺口。只要把割炬向前移动，就能把工件连续切开。•要实现氧气切割必须满足以下条件：•（1）金属的燃烧点应低于其熔点。•（2）金属氧化物的熔点应低于金属的熔点。纯铁、低碳钢、中碳钢和普通低合金钢都能满足上述条件，具有良好的气割性能。高碳钢、铸铁、不锈钢，以及铜、铝等有色金属都难以进行氧气切割。气割机理及条件•（3）金属燃烧时要放出足够的热量•经测试分析，低碳钢切割时，燃烧放出的热量约为切割所需总热的70%，而火焰预热仅占15%—30%，所以可以满足这一要求。•（4）金属的导热性不能过高•金属的导热性不能过高，否则预热火焰的热量和切割过程中放出的热量，在金属切割处大量的散失，以致切割切割过程无法开始或继续。如铜和铜合金因导热太高而无法切割。•（5）生成的氧化物流动性要好•生成的氧化物流动性要好，否则切割时就不能很好的把这些氧化物吹掉因而妨碍切割的进行。气割设备气割机代替手工割炬进行气割的机械化设备。它比手工气割的生产率高。割口质量好，劳动强度和成本都低。（1）半自动气割机：由一台小车带动割嘴在专用轨道上自动的移动，但轨道轨迹要人工调整。（2）仿形气割机：有两种形式：门架式和摇臂式。工作原理：是通过靠轮沿样形带动割嘴运动。（3）光电跟踪气割机：利用光电原理自动跟踪图样，同时带动割炬进行仿形切割的自动化气割设备。（4）数控气割机：所谓数控是指用于控制机床或设备的工作指令(或程序)以数字形式给定的一种新的控制方式。将这种指令提供给数控自动气割机的控制装备时，气割机就能按照给定的程序，自动的进行切割气割工艺主要包括气割氧的压力、切割速度、预热火焰的能率、割嘴与割件的倾斜角度、割嘴离割件的距离。1气割氧的压力（1）与割件厚度、割嘴型号、氧气纯度有关。（2）切割薄件时，宜选用小的割嘴号码和氧气压力。（3）氧气的纯度对切割速度、气体消耗量及切口质量有很大影响。2切割速度（1）取决于割件的厚度和割嘴形状，随着厚度的增大，切割的速度降低。（2）切割速度不能太快或太慢，否则会产生后拖量和割不透。（3）气割速度的正确与否，主要根据割缝的后拖量来判断。气割工艺3预热火焰的能率（1）气割时预热火焰均采用中性焰或轻微的氧化焰，碳化焰不能使用。（2）预热火焰的能率以可燃气体每小时的消耗量来表示。（3）预热火焰的能率与割件厚度有关。4割嘴与割件的倾斜角度。（1）割嘴与割件倾斜角的大小，主要根据割件厚度而定。（2）割嘴与割件的倾斜角度，直接影响气割速度和后拖量。（3）后倾时，能减少后拖量，提高切割速度。气割工艺5割嘴离割件表面的距离（1）割嘴离割件表面的距离应根据预热火焰长度和割件厚度来确定，一般为3～5mm.（2）δ20mm时,火焰可长些，距离可适当加大。（3）δ=20mm时,火焰应短些，距离可应减小。气割工艺6气割切口的质量要求（1）气割切口表面应光滑干净，而且粗细纹路要一致，气割的氧化铁渣容易脱落；气割切口缝隙较窄，而且宽窄一致；气割切口的钢板边缘棱角没有熔化等（2）切口质量的评定内容及等级划分a：表面粗糙度：表面粗糙度是指切割面波纹峰与谷之间的距离（了取任意五点的平均值），用G表示。b：平面度：平面度是指沿切割方向垂直于切割面上的凸凹程度。按被切割钢板厚度δ的百分比计算，用B表示。c：上缘熔化程度上缘熔化程度是指气割过程中烧塌情况，表现为是否产生塌角及形成间断或连续性的熔滴及熔化条状物，用S表示。气割工艺d：挂渣：挂渣是指切断面的下缘附着铁的氧化物，按其附着多少和剥离难易程度来区分等级，用Z表示。e：缺陷的极限间距：缺陷的极限间距是指沿切线方向的切割面上，由于振动和间断等原因，出现沟痕，使表面粗糙度突然下降，其沟痕深度为0.32～1.2mm，沟痕宽度不超过5mm者称为缺陷。缺陷的极限间距用Q表示。f：直线度：直线度是指切割直线时，沿切割方向将起止两端连成的直线同冠盖如云切割面之间的间隙，用P表示。g：垂直度：垂直度是指实际切断面与被切割金属表面的垂线之间的最大偏差。气割工艺7常见缺陷的产生原因及防止方法（1）切口过宽且表面粗糙•切口过宽且表面粗糙是由于气割氧气压力过大造成的。切割氧气压力过低时，切割的熔渣便吹不掉，切口的熔渣粘在一起不易去除。•（2）切口表面不齐或棱角熔化•切口表面不齐或棱角熔化产生的原因是预热火焰过强，或切割速度过慢；火焰能率过小时，切割过程容易中断且切口表面不整齐，所以，为保证切口规则，预热火焰能率大小要适宜。•（3）切口后拖量大•切割速度过快致使切割后拖量过大，不易切透，严重时会使熔渣向上飞，发生回火。气割工艺8提高切口表面质量的途径•（1）切割氧气压力大小要适当•切割氧坟力过大时，使切口过宽，切口表面粗糙，同时浪费氧气；过小时，气割的氧化铁渣吹不掉，切口的熔渣容易粘在一起不易清除。•（2）预热火焰能率要适当•预热火焰能率过大时，钢板切口表面的棱角被熔化，火焰能率过小时，气割过程容易中断，而且切口表面不整齐。•（3）气割速度要适当•气割速度太快时，产生较大的后拖量，不易切透，甚至造成铁渣往上飞，容易发生回火现象；气割速度太慢时，钢板两侧棱角熔化，同时浪费气割气体，较薄的板材易产生过大的变形以及粘连现象，割后不易清理。气割的优缺点及应用1气割的优点（1）气割钢的速度比其他机械切割的方法的效率高。（2）机械切割方法难以切割的截面形状和厚度，采用氧-乙炔切割比较经济。（3）气割设备的投资比机械切割的投资要低，气割设备轻便，可以用于野外作业。（4）切割小圆弧时，能迅速改变切割方向；切割大型工件时，不移动工件，只需移动氧-乙炔焰，便能迅速切割。（5）可进行手工和机械切割。（6）设备是便携式的，可在现场使用。（7）通过移动切割器而不是移动金属块来现场快速切割大金属板。气割的优缺点及应用2气割的缺点（1）尺寸公差要明显低于机械工具切割。（2)尽管也能切割象钛这些易氧化金属,但该工艺在工业上基本限于切割钢铁和铸铁。（3）预热火焰及发出的红热熔渣对操作人员可能造成着火和烧伤的危险。（4）燃料燃烧和金属氧化需要适当的烟气控制和排风设施。（5）切割高台金钢铁和铸铁需要对工艺流程进行改进。（6）切割高硬度钢铁可能需要割前预热,割后继续加热，来控制割口边缘附近钢铁的金相结构和机械性能。（7）气割不推荐用于大范围的远距离切割。气割的优缺点及应用3气割的应用（1）广泛用于钢板下料，开焊接坡口。（2）铸件浇冒口的切割切割厚度可达300mm以上。（3）主要用于各种碳钢和低合金钢的切割。（4）淬火倾向大的高碳钢和低合金钢的切割时，为避免切口淬硬或产生裂纹，应采取适当加大预热火焰能率和放慢切割速度，甚至对钢材进行预热等措施。