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参考： http://bbs./redirect.php?tid=523730&goto=lastpost 以下来自http://202.114.88.54/new/jgsx/book/neirong/chap5/section4.htm 5.4.6 气 割 5.4.6.1 气割的原理及应用特点 气割即氧气切割。它是利用割炬喷出乙炔与氧气混合燃烧的预热火焰，将金属的待切割处预热到它的燃烧点（红热程度）， 并从割炬的另一喷孔高速喷出纯氧气流，使切割处的金属发生剧烈的氧化，成为熔融的金属氧化物，同时被高压氧气流吹走，从而形成一条狭小整齐的割缝使金属割开。如图5-39所示。因此，气割包括预热、燃烧、吹渣三个过程。气割原理与气焊原理在本质上是完全不同的，气焊是熔化金属，而气割是金属在纯氧中的燃烧（剧烈的氧化），故气割的实质是“氧化”并非“熔化”。由于气割所用设备与气焊基本相同，而操作也有近似之处，因此常把气割与气焊在使用上和场地上都放在一起。由于气割原理所致，因此对气割的金属材料必须满足下列条件： 图5-39气割示意图 ⑴ 金属熔点应高于燃点（即先燃烧后熔化）。在铁碳合金中，碳的含量对燃点有很大影响，随着含碳量的增加，合金的熔点减低而燃点却提高，所以含碳量越大，气割愈困难。例如低碳钢熔点为1528℃，燃点为1050℃， 易于气割。但含碳量为0.7%的碳钢，燃点与熔点差不多，都为1300℃；当含碳量大于0.7%时，燃点则高于熔点，故不易气割。铜、铝的燃点比熔点高，故不能气割。 ⑵ 氧化物的熔点应低于金属本身的熔点。否则形成高熔点的氧化物会阻碍下层金属与氧气流接触，使气割困难。有些金属由于形成氧化物的熔点比金属熔点高，故不易或不能气割。如高铬钢或铬镍不锈钢加热形成熔点为2000℃左右的Cr2O3, 铝及铝合金形成熔点2050℃的AI2O3，所以它们不能用氧乙炔焰气割，但可用等离子气割法气割。 ⑶ 金属氧化物应易熔化和流动性好，否则不易被氧气流吹走，难于切割。例如铸铁气割生成很多SiO2氧化物，不但难熔（熔点约1750℃）而且熔渣粘度很大，所以铸铁不易气割。 ⑷ 金属的导热性不能太高，否则预热火焰的热量和切割中所发出的热量会迅速扩散，使切割处热量不足，切割困难。例如铜、铝及合金由于导热性高成为不能用一般气割法切割的原因之一。 此外金属在氧气中燃烧时应能发出大量的热量，足以预热周围的金属。其次金属中所含的杂质要少。 满足以上条件的金属材料有纯铁、低碳钢、中碳钢和低合金结构钢。而高碳钢、铸铁、高合金钢及铜、铝等非铁金属及合金，均难以气割。 与一般机械切割相比较，气割的最大优点是设备简单操作灵活、方便，适应性强。它可以在任意位置，任何方向切割任意形状和任意厚度的工件， 生产效率高、切口质量也相当好。如图5-40所示。采用半自动或自动切割时，由于运行平稳，切口的尺寸精度误差在±0.5mm以内，表面粗糙度数值Ra 为25um，因而在某些地方可代替刨削加工，如厚钢板的开坡口。气割在造船工业中使用最普遍，特别适用于稍大的工件和特形材料，还可用来气割锈蚀的螺栓和铆钉等。气割的最大缺点是对金属材料的适用范围有一定的限制，但由于低碳钢和低合金钢是应用最广泛的材料，所以气割的应用也就非常普了。 图5-40 气割状况图 5.4.6.2 割炬及气割过程 气割所需的设备中，氧气瓶、乙炔瓶和减压器同气焊一样。所不同的是气焊用焊炬，而气割要用割炬（又称割枪）。 图5-41 割炬 割炬有二根导管，一根是预热焰混合气体管道，另一根是切割氧气管道。割炬比焊炬只多一根切割氧气管和一个切割氧阀门。如图3-41所示。此外，割嘴与焊嘴的构造也不同，割嘴的出口有两条通道，周围的一圈是乙炔与氧的混合气体出口，中间的通道为切割氧（即纯氧）的出口，二者互不相通。割嘴有梅花形和环形两种。常用的割炬型号有G01—30、G01—100和G01—300等。其中“G”表示割炬，“0”表示手工，“1”表示射吸式，“30”表示最大气割厚度为30mm。同焊炬一样，各种型号割炬均配备几个不同大小的割嘴。 气割过程，例如切割低碳钢工件时，先开预热氧气及乙炔阀门，点燃预热火焰，调成中性焰，将工件割口的开始处加热到高温（达到橘红至亮黄色约为1300℃）。然后打开切割氧阀门，高压的切割与割口处的高温金属发生作用，产生激烈燃烧反应，将铁烧成氧化铁，氧化铁被燃烧热熔化后，迅速被氧气流吹走，这时下一层碳钢也已被加热到高温，与氧接触后继续燃烧和被吹走，因此氧气可将金属自表面烧到底部，随着割炬以一定速度向前移动即可形成割口。 5.4.6.3 气割的工艺参数 气割的工艺参数主要有割炬、割嘴大小和氧气压力等。工艺参数的选择也是根据要切割的金属工件厚度而定，见表15-13。 表15-13 普通割炬及其技术参数 割炬型号 切割厚度/mm 氧气压力/Pa 可换割嘴数 割嘴孔径/mm G01—30 2～30 (2～3)×105 3 0.6～1.0 G01—100 10～100 (2～5)×105 3 1.0～1.6 G01—300 100～300 (5～10)×105 4 1.8～3.0 气割不同厚度的钢时，割嘴的选择和氧气工作压力调整，对气割质量和工作效率都有密切的关系。例如使用太小的割嘴来割厚钢，由于得不到充足的氧气燃烧和喷射能力，切割工作就无法顺利进行，即使勉强一次又一次地割下来，质量既坏，工作效率也低。反之，如果使用太大的割嘴来割薄钢，不但要浪费大量的氧气和乙炔，而且气割的质量也不好。因此要选择好割嘴的大小。切割氧的压力与金属厚度的关系：压力不足，不但切割速度缓慢，而且熔渣不易吹掉，切口不平，甚至有时会切不透；压力过大时，除了氧气消耗量增加外，金属也容易冷却，从而使切割速度降低，切口加宽，表面也粗糙。 无论气割多厚的钢料，为了得到整齐的割口和光洁的断面，除熟练的技巧外，割嘴喷射出来的火焰应该形状整齐，喷射出来的纯氧流风线应该成为一条笔直而清晰的直线，在火焰的中心没有歪斜和出叉现象，喷射出来的风线周围和全长上都应粗细均匀，只有这样才能符合标准，否则会严重影响切割质量和工作效率，并且要浪费大量的氧气和乙炔。当发现纯氧气流不良时，决不能迁就使用，必须用专用通针把附着在嘴孔处的杂质毛刺清除掉，直到喷射出标准的纯氧气流风线时，再进行切割。 5.4.6.4 气割的基本操作技术 1.气割前的准备 气割前，应根据工件厚度选择好氧气的工作压力和割嘴的大小，把工件割缝处的铁锈和油污清理干净，用石笔划好割线，平放好。在割缝的背面应有一定的空间，以便切割气流冲出来时不致遇到阻碍，同时还可散放氧化物。 握割枪的姿势与气焊时一样，右手握住枪柄，大拇指和食指控制调节氧气阀门，左手扶在割枪的高压管子上，同时大拇指和食指控制高压氧气阀门。右手膀紧靠右腿，在切割时随着腿部从右向左移动进行操作，这样手膀有个靠导切割起来比较稳当，特别是当切割没有熟练掌握时更应该注意到这一点。 点火动作与气焊时一样，首先把乙炔阀打开，氧气可以稍开一点。点着后将火焰调至中性焰（割嘴头部是一蓝白色圆圈），然后把高压氧气阀打开，看原来的加热火焰是否在氧气压力下变成碳化焰为妥。同时还要观察，在打开高压氧气阀时割嘴中心喷出的风线是否笔直清晰，然后方可切割。 2.气割操作要点 ⑴ 气割一般从工件的边缘开始。如果要在工件中部或内形切割时，应在中间处先钻一个直径大于5mm的孔，或开出一孔，然后从孔处开始切割。 图5-42 割炬与工件之间的角度 ⑵ 开始气割时，先用预热火焰加热开始点（此时高压氧气阀是关闭的），预热时间应视金属温度情况而定，一般加热到工件表面接近熔化（表面呈橘红色）。这时轻轻打开高压氧气阀门，开始气割。如果预热的地方切割不掉，说明预热温度太低，应关闭高压氧继续预热，预热火焰的焰芯前端应离工件表面2 ~ 4mm，同时要注意割炬与工件间应有一定的角度，如图5-42所示。当气割5～30mm厚的工件时，割炬应垂直于工件；当厚度小于5mm时，割炬可向后倾斜5～10°；若厚度超过30mm，在气割开始时割炬可向前倾斜5～10°，待割透时，割炬可垂直于工件，直到气割完毕。如果预热的地方被切割掉，则继续加大高压氧气量，使切口深度加大，直至全部切透。 ⑶ 气割速度与工件厚度有关。一般而言，工件越薄，气割的速度要快，反之则越慢。气割速度还要根据切割中出现的一些问题加以调整：当看到氧化物熔渣直往下冲或听到割缝背面发出喳喳的气流声时，便可将割枪匀速地向前移动；如果在气割过程中发现熔渣往上冲，就说明未打穿，这往往是由于金属表面不纯，红热金属散热和切割速度不均匀，这种现象很容易使燃烧中断，所以必须继续供给预热的火焰，并将速度稍为减慢些，待打穿正常起来后再保持原有的速度前进。如发现割枪在前面走，后面的割缝又逐渐熔结起来，则说明切割移动速度太慢或供给的预热火焰太大，必须将速度和火焰加以调整再往下割。 |
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