气体切割原理及操作

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1．1 气体切割概要

像裁剪师一样按照需要的尺寸裁剪出西服一样， 铁板加工作业中， 没有切割是不行的,时必不可少的一道工序。在焊接作业前，焊接材料的切割,焊接孔的加工,结合部的加热,以及气爆作业， 都是必不可少的。切割不是机械类的方式, 而是用热能将金属局部融化的一种方法。热切割中,有气体切割和电弧切割等方式, 气体切割是用氧气和金属氧化反应切断金属,电弧切割是利用电产生热的切割方法 。 1.2 原理和条件 1)气体切割的原理

一般的切割是利用氧气的切割方法

这是, 利用的火花是氧气乙炔火花或者氧气丙烷的火花,最近，氧气丙烷广泛的使用。气体切割(氧气切割)是利用铁和氧气的化学反应的一种切割方法。可以看到高温可燃的铁丝在氧气中可以燃烧,同样道理,需要切割的材料（ 钢或者合金钢）先预热（85０度---900度)高压的氧气点燃的话, 预热部位可以燃烧，变成氧化铁。这是氧化铁熔点比母材要低，继续使用高压氧气气流传播的话，那个位置的形成像碎屑,产生切割条件。一旦开始切割,钢的燃烧热和预热火花加热可以产生连续性的切割。 2)气体切割条件

一般而言,气体切割顺利的形成, 需要满足下面的的条件: ? 氧化反应激烈，发生大量的热 ? 母材中不易燃烧的成分少

? 母材中燃烧，温度比熔点温度低（铁的燃烧问题1350度，熔点温度1５３0度) ? 氧化物或者炉渣可流通性好, 可以容易的从母材中脱离 ? 氧化物或者炉渣的熔点温度比母材熔点问题低 1.3 气体切割的方法 １） 切割影响的因素

气体切割的好处和坏处是切割效率，切割面的外观，切割面的精度等来判断。

切割影响主要的因素是，摩擦的大小和外观，氧气的压力,切割速度， 母材的材质和厚度，氧气的纯度,预热火花的强度， 温度, 距离和角度不同而不同 2）合金原料的影响

* 碳（C) : 碳的含量低于 0.２5%以下的钢容易切割,以上的切割为了防止硬化或者裂纹需要预热。 4%左右的含碳量是铸钢，粉末切割。

* 硅 (SI) 碳酸硅的熔点是 17１０度, 低的含硅量不影响切割, 但是含硅量高切割较为困难。

＊ 锰 : 氧化锰的熔点为1７８5度, 普通钢中含有量没有大问题， 但是达到１4%的锰钢和含碳量达到１.5％的高猛钢，要预热才能切割 。

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* 铬 :氧化铬的熔点是2２７５度， 铬的含量低于5%以下, 钢的材料表面干净，比较容易切割。（ 铬的含量高于10%是高铬钢要粉末切割）

* 钼 ： （Mo）含量多切割困难

＊ 钨 ： 12%--－14%的含量可以切割,20％以上切割困难 * 铜 : 2%左右切割没有影响 * 铝 ： １0% 以上切割困难 ＊ 不锈钢: 10%以上含铬不符合 3） 拖动线条

原因 ： 切割花下部矿渣的妨碍和氧气的污染,氧气的降速, 氧合作用低, 发生拖动线条 阻力％＝ 阻力距离 (mm) /铁板厚度(ｍｍ） *１00 4) 切割速度

* 切割氧气的压力高的氧气消耗量多， 切割速度差不多按比率增长， ＊ 切割温度越高，能高速切割 * 摩擦现象 ：

* 氧气的纯度 ： 切割作业用的氧气纯度为9９.５％以上

氧气的纯度低于9９.5%的话， 切割作业效率集聚的的降低,比如说氧气的纯度低1％的话， 切割的速度会降低25％，氧气的消耗量增加2５% 5) 预热的火焰 1 ）白点情况

用眼可以看到均匀的，没有问题, 通常发生的不良是有异物附着, 或者预热发生变形。 ? 圆形，扩散的火焰

虽然不是直接影响切割的因素, 但是会使切割的效率降低。火焰弯曲接触铁板，回事加热量减弱,圆形火焰走向变坏，对预热量也会产生不好的影响。扩散的火焰,火焰与铁板不是垂直的， 加热量变得弱。 ? 粗细， 长度, 颜色不同的火焰

预热的火焰圆周方向位置衰变，容易发生切割部分上面一侧融化的现象。这样是因为预热火焰均匀,火具好 ２ ） 预热火焰太猛 ? 切割面边缘融化不漂亮 ? 后面粘较多矿渣 ? 火焰倾斜掉落 3 ） 预热火焰太弱

? 切割速度减缓,容易切割停止 ? 阻力变大,后面不容易通过 ? 容易引起回火

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1．4 切割部位的各种性质 1)切割变形的发生

切割中最大的问题是切割发生变形 。

这个是材料局部的加热和他伴随的收缩,塑性变形以及内部应力的发生。或者,切割中材料变形喷嘴和切割线不一致，产生的变形更加严重。所以在切割中, 有必要按照切割的顺序,或者材料固定，或者切割部位冷却抵消收缩变形，防止变形发生。

2)硬度分布和成分组成

切割面是淬火的原因，硬度上涨,他的数值是依据碳的含有量,随着碳的含有量增加而增加，在切割面上，各成分中碳， 镍以及铜在切割周边移动,浓度大约在0．３%～0.7%增加的趋势，铬和硅有一点减少，热月是切割面硬度上升和防止这些成分有大的效果。 3)切割的效率

切割的效率计算如下 ： N=Tm＊ ｖ/V

这里 ｎ 表示 : 切割效率 v 表示： 切割速度 Tm 表示： 最大切割铁板厚度 V 表示： 使用碳含量

这其中切割最厚的铁板，考虑喷嘴的出口, 氧气的压力５~6ＫGＦ／ＣM2 ，切割效率最好的氧气压力是4~5kｇf／cm2 1.5 可视情况的识别方法 １ ） 宽屏气流

原来气流是，在园上靠近切割氧气孔喷出的气流，不管在哪个截面上都能形成圆，但是切割氧气气流的截面有形成椭圆的情况。这样的气流作为宽屏气流，下面说的不包含扩散的情况,如果向椭圆长轴方向切割，切割性会大大的减少。这个原因， 如果是熟练的操作者直线切割的情况,会创造出和这个方法类似的条件切割。但是，例如X方向的切割面好， 但是Ｙ 方向的切割面不好,根据切割方向切割面的品质有变化,可以看做是火具全部是不良品。和这个一样,宽屏气流的原因是切割氧气孔的变形，火具的清扫问题而发生的。 2 ）扩散气流

扩散气流状态， 一般是气流不够,类似的情况用火具切割时，切割性能减少的原因，有不能切割的情况，通常使用的火具的气流是集中的， 扩散的气流是由于火具的末端或者切割氧气有异物附着造成的。所以,要清理切割氧气孔，就能全部正常。

如果清扫不修理,切割氧气球,或者切割氧气孔变形。有问题时要仔细查看火具的切割氧气孔。 如果,用肉眼能看到缺陷， 一般不能修理，首先清理附着在氧气孔上的炉灰,只是清扫的话不能矫正气流,火具的前端没有问题时, 点火,切割氧气的压力慢慢调整看。这个过程中,正常的气流调整后， 这是的压力就是合适的压力。例如,STRＡIGHT 火具,切割的氧气

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