切割槍的原理

1、數(shù)控火焰切割機切割圓管 （1）圓鋼的高效氣割    圓鋼的高效氣割是把數(shù)根圓鋼平行緊靠排列進行連續(xù)氣割的工藝，如圖16所示。先將第1根圓鋼預熱到燃燒溫度，利用適當后傾的割炬以一定的速度進行切割。當割炬行至34和67位置時，切口中的熔融氧化鐵加熱下一根圓鋼表面并達到燃點，在切割氧流的作用下開始氣割過程，于是使數(shù)根圓鋼得以連續(xù)的進行切割。連續(xù)切割的根數(shù)取決于圓鋼的直徑和切割機上割炬的有效行程。    切割圓形截面半成品時，最好在開始切割處用扁鏟作出割痕，因為切割開始處有毛剌，能迅速地加熱到熔化狀態(tài)，切割過程容易開始。 

2、   在圓鋼切割過程中，實際切割厚度經(jīng)常處于變化中，切割速度也要隨之變化。實踐中，通常取一個相對合適的平均速度作為切割速度。此外，割炬高度從位置需加以調(diào)節(jié)，以后只要保持的高度即可。割炬后傾角取決于圓鋼直徑和平均切割速度，由試驗確定。連續(xù)氣割碳素鋼圓鋼的工藝參數(shù)見下表。    圓鋼連續(xù)氣割的高效性在于單根圓鋼氣割時因起割處外表面是圓弧，預熱時間占整個切割時間的4050。連續(xù)氣割時只需預熱第1根圓鋼，因此可使其切割效率提高15倍。（2）鋼管的氣割    鋼管的氣割分為固定鋼管和轉動鋼管的氣割。不論哪一種管件的氣割，預熱

3、時，火焰均應垂直于鋼管的表面。待切透以后，將割嘴逐漸傾斜，直到接近于管子的切線方向后，再繼續(xù)切割。    固定鋼管（橫吊管）的氣割如圖17所示，首先從管子的下部（仰臉位置）開始預熱。切割時，割嘴沿接近管子的切線方向按圖中1所示的方向進行切割。當切割到管子的水平位置時，關閉切割氧，再將割炬移到管子的下部并沿圖中2所示的方向繼續(xù)切割。這種由下至上的氣割方法有以下優(yōu)點： 切縫看得清楚，割炬移動方便； 當氣割終了時，割炬正好在水平位置，不易被已切斷的管子碰壞嘴頭。    轉動鋼管的氣割和快速氣割示意如圖18所示。首先預熱管側部位，嘴頭與管子表

4、面接近垂直。切透后嘴頭往上傾斜并與管子成接近切線角度。切割過程中，割炬應不斷改變位置，以保持這一切割角度。切割一段后暫時停止，將管子稍加轉動后，再繼續(xù)切割。較小直徑的管子可分23次割完，較大直徑的管子可多分幾次，但分鍛越少對切割越好。大直徑鋼管或圓筒的快速氣割如圖18(b)所示。把圓管置于回轉胎具上按逆時針方向轉動，將割炬設在偏離圓管頂面一定距離處。切割時，切割氧流相對切口前緣形成一個攻角，同時熾熱的熔渣沿管壁內(nèi)、外表面把切口前緣預熱至很高溫度，大大加速了鐵-氧燃燒反應，使切割速度大為提高。    割炬偏離管頂?shù)木嚯x按以下方法確定：從切割點作管子外圓的切線，使割炬

5、軸線與此切線成15°25°角，管壁厚時角度取大一些。    當采用適當?shù)臄U散形割嘴氣割時，可達到下列切割速度： 鋼管直徑3001020mm、壁厚12mm，切割速度15.2500mm/min； 鋼管直徑700800mm、壁厚10mm，切割速度35003600mm/min。    快速氣割工藝在螺旋管生產(chǎn)線上用于管子害長切割。為了縮短預熱時間，可采用起割處附加低碳鋼?；蚨潭武摻z的辦法來加速起割?；鹧媲懈罴夹g1坡口的切割 焊接之前常需要對鋼板的接頭處開坡口，坡口切割方法有手工切割和機械切割兩種。在設備條件好的情

6、況下，可采用機械切割，如采用坐標式切割機、平面四邊形切割機或專為切割坡口用的切割設備等。采用機械方法切割的坡口，只要把熔渣清理干凈，不需要進行任何的機械加工就可進行焊接。在成批生產(chǎn)中，采用機械方法切割坡口的經(jīng)濟效益更為顯著。 由于手工切割坡口設備簡單（采用普通切割設備），方便靈活，對于組合的部件和結構較復雜的零件以及單件生產(chǎn)，手工切割比較方便、有效。但手工切割坡口的質(zhì)量在很大程度上受切割技術熟練程度的影響。對于重要構件或受壓容器的焊接坡口，在沒有把握的情況下最好不用手工切割。 焊接結構中常見的焊接坡口有V形、Y形、X形（帶鈍邊或不帶鈍邊）、U形，如圖1所示。其中V形和Y形坡

7、口當單側坡口角度大于30°時，通常不易切割，需把坡口面置于背面進行切割。 在正確掌握切割參數(shù)和操作技術的條件下，切割坡口的質(zhì)量良好，可直接用于工件裝配和焊接。 （1）V形坡口的切割 用機械方法切割單面V形坡口時，可采用兩把割炬同時進行切割。一把割炬垂直于被切割金屬表面，另一把割炬與切割表面成一定角度。調(diào)整好割炬傾角后，一般用半自動切割機或手扶式半自動切割機進行切割。垂直的割炬在前移動，傾斜的割炬在后面移動。須按實際切割厚度選定割嘴號碼和切割參數(shù)。 也可用手工方法切割單面V形坡口。單割炬切割V形坡口的示意見圖2。切割前先按坡口尺寸劃好線，然后將割

8、嘴按坡口角度找好，以往后拖或向前推的操作方法進行切割，切割速度稍慢，預熱火焰功率應適當增加，切割氧的壓力也應稍大些。  為了得到寬窄一致和角度相等的切割坡口，可將割嘴靠在扣放的角鋼上進行切割，如圖3所示。為了更好地控制切割坡口的角度，還可將割嘴安裝在角度可調(diào)的滾輪架上（一般是自制的），這樣可以進一步保證切割質(zhì)量，而且操作靈活見圖3(c)。利用角鋼切割直邊及斜邊（坡口）的操作示意見圖4。   手工切割與機械切割的不同之處在于：手工切割時，不能同時用兩把割炬進行切割，應先割好垂直縫，再按要求的寬度劃好線，將割嘴偏斜一個角度，沿著劃線向前或向后移動割

9、炬，就能切割出單面坡口。  單割炬二次切割，即先切割直邊，再切割坡口斜邊。單割炬切割Y型坡口的示意如圖5所示。     雙割炬切割可一次完成坡口制備。雙割炬切割Y形（或倒Y形）坡口時的割嘴配置如圖6所示。  （3）X形坡口的切割 不帶鈍邊X形坡口可采用單割炬分二次切割，也可用雙割炬一次割出。帶鈍邊X形坡口可采用單割炬分次切割，也可用三割炬一次加工出來。X形坡口一次切割的割嘴配置如圖7所示。普通割嘴一次切割X形坡口的工藝參數(shù)見表1，擴散型快速割嘴一次切割X形坡口的工藝參數(shù)見表2。  快速割嘴的切割

10、性能應符合表3規(guī)定。 表1 普通割嘴一次切割X形坡口的工藝參數(shù)板厚/mm割嘴號碼氣體壓力/kPa切割速度/mm.min-1割炬1割炬1割炬2割炬3切割氧汽油202530354050234556123345001122012233294294343294343294343343392343392000000280320250300220270200250180220160200 表2 擴散型快速割嘴一次切割X形坡口的工藝參數(shù)    板厚/mm割嘴號碼氣體壓力/kPa切割速度/mm.min-1割炬1割炬1割炬2割炬3切

11、割氧汽油2025303540502345561233450011220122336866866866866866860390430350390310350280320230290200250 注：1、割炬1用于預熱，不參數(shù)切割。 2、割炬間的縱向間距A根據(jù)板厚和坡口角度取1020mm，以切割面上邊緣不熔化、下邊緣不粘熔渣為準。 3、所列參數(shù)為坡口角45°時的切割參數(shù)，如坡口角為30°時，切割速度可加快1015。 4、切割氧的純度99.7。純度較低時，切割速度要適當減慢。 5、鋼板表面狀態(tài)（如有氧化皮或車間底漆）不同，切割速度

12、也要作相應調(diào)整。 表3 快速割嘴的切割性能 割嘴號割嘴喉部直徑/mm切割厚度/mm切割速度/mm.min-1氣體壓力/MPa切口寬度/mm氧氣乙炔汽油10.65107506000.70.0250120.810206004500.70.02501.531.020404503800.70.0250241.2540603803200.70.0302.351.50601003202500.70.0303.461.751001502501600.70.0350472.01501801601300.70.03504.51A0.65105604500.50.025012A0.8

13、10204503400.50.02501.53A1.0020403402500.50.025024A1.2540602502100.50.0302.35A1.50601002101800.50.0303.4 （4）U形坡口的切割 U形坡口用切割工藝比機械加工方法效率高。U形坡口的下部有圓弧段，切割時的氧化反應不像一般切割時那樣一直垂直向下、當達到一定深度后應轉向側面方向。為此需采用多割炬同時加工，使工件沿板厚方向形成溫度梯度，同時通過調(diào)節(jié)切割氧壓力割出圓弧段。切割U形坡口的割嘴配置如圖8所示，切割U形坡口的工藝參數(shù)見表4。    &#

14、160;表4 切割U形坡口的工藝參數(shù)（板厚60mm） 割斷/(°)/(°)t/mmb/mmd/mm/mmc/mmR/mm預熱氧壓力/kPa切割氧壓力/kPa汽油/kPa切割速度/mm.min-1前割炬1652.52006000240中間割炬486201023500368后割炬(垂直切割鈍邊)51.5200200 注：符號意義見圖8。  先由前割炬割出斜面，再由中間割炬（配有兩個割嘴）的前割炬將板邊割到一定深度，形成鐵-氧反應向側面進展的條件；通過控制中間割炬兩個割嘴的切割氧壓力，利用后割嘴既割出坡口的斜邊又割出所需的圓弧形割

15、口，后割炬則用于割出根部的鈍邊。這樣可獲得精度較高的U形坡口，且耗氧量少。切割零件的尺寸偏差允許值見表5。 表5 切割零件的尺寸偏差允許值精度等級切割厚度基本尺寸范圍/mm3531531510001000200020004000A350350100±0.5±1.0±1.0±2.0±1.5±2.5±2.0±3.0B350350100±1.5±2.5±2.5±3.5±3.0±4.0±3.5±4.5 注：上列尺寸

16、偏差適用于： （1）圖樣上未標明公差尺寸的； （2）長寬比不大于4：1的工件； （3）切割周長不大于350mm的工件。 2 鋼件的火焰切割   切割結構鋼一般沒有什么特殊困難，也不必采用什么特殊措施。一般厚度的碳鋼板比較容易順利地進行切割。割炬可選用G01-100型或G02-100型。割嘴與工件的距離大致等于焰心長度加上24mm。為了提高切割效率，在切割厚度25mm以上的鋼板時，割嘴可向后（即切割前進的反方向）傾斜20°30°。 普通等壓式割嘴機械切割低碳鋼的工藝參數(shù)見表6。 表6&#

17、160;普通等壓式割嘴機械切割低碳鋼的工藝參數(shù) 板厚/mm割嘴號碼氣體壓力/kPa切割速度/mm.min-1消耗量/ML.min-1氧氣汽油氧氣汽油51515303050501001001501502002002502503001234567829434344058868678488298004505003504502503502302502002301702001501709012041.750.058.375.091.71081501831672172172672673834175005.86.77.58.37.58.38.310.08.310.010.011.713.315.0

18、15.016.7 （1）大厚度鋼板的切割 通常把厚度超過100mm的工件切割稱為大厚度切割。大厚度鋼板切割時由于工件較厚，切割有一定難度。切割大厚度鋼板的主要難點是：  預熱處鋼材上、下部受熱不均勻，如果操作不當，起割時往往不能沿厚度方向順利穿透而造成切割失?。?#160; 因為鋼材比較厚，燃燒反應沿厚度方向傳播需要一定時間，同時越到切口下部，切割氧流動量越小、純度越低，使后拖量增加。  熔渣多，切割氧流排渣能力減弱，容易在切口底部形成熔渣堵塞，使正常切割過程遭到破壞。 切割大厚度鋼件，由于氧氣壓力增高，不但使氧氣流變成圓錐形，而且氧氣流的冷卻

19、作用也增大，因而影響切割質(zhì)量及切割速度。如果切割更厚的鋼件（600mm以上），由于預熱火焰加熱鋼件的下層金屬困難，使鋼件受熱不均勻，結果下層金屬的傳熱就比上層金屬來得慢。這樣，切割厚鋼板時，上部金屬與下部金屬燃燒是不均勻的，總是上部快下部慢，使切割氧射流在前進方向呈現(xiàn)一弧形，相應地在工件上產(chǎn)生一向后拖延的弧形割縫，這弧形割縫始末端之間的距離稱為后拖量（見圖9）。  如果割縫產(chǎn)生很大的后拖量，容易使熔渣堵塞割口底部造成切割困難。厚大板切割的后拖量，可以從割縫上觀察到并且能測量出來。切割過程中，后拖量是不可避免的。后拖量小時，割縫寬度均勻、表面光滑、沒有大梳齒凸出和橫向的線槽。

20、 實現(xiàn)大厚度鋼板切割的最重要條件是向切割區(qū)提供足夠的氧氣流量，所需的切割氧流量Q可按下式估算，即 Q0.090.14                                       

21、60;            （1） 式中    Q大厚度鋼板切割時所需的切割氧流量，m3/h；  鋼板厚度，mm。 整個供氧系統(tǒng)，包括減壓器、各種接頭和閥件、割炬進氣管、割嘴孔徑等都要滿足相應的供氧能力，避免產(chǎn)生節(jié)流現(xiàn)象。要根據(jù)鋼板厚度和切割長度，準備足夠的氣源，以免中途因氧氣用盡而中斷切割（大厚度鋼材要重新起割是很困難的）。 為了使切割過程順利進行，往往在起割時使割炬傾斜一角度，等火焰穿透工件

22、后，割炬一邊移動一邊逐漸將割炬恢復到垂直位置。 大厚度切割容易產(chǎn)生后拖，切割將要結束時由于后拖原因，工件底部有切不透現(xiàn)象，使工件不能分離。為了解決這個問題，可在切割將要結束、割炬將要移出工件時，將割炬后傾約10°左右，并放慢切割速度，這樣可減少后拖。 切割厚度300mm以上的大厚度工件時，要選用大型號的割炬和割嘴，而且切割時氧氣要供應充足。開始切割時，預熱火焰要大，首先由工件的邊緣棱角處開始預熱，將工件預熱到切割溫度時，逐漸開大切割氧氣并將嘴頭后傾；待工件邊緣全部切透時，加大切割氧氣流，并使嘴頭垂直于工件，同時割嘴沿割線向前移動。切割更大厚度鋼板時前進速度更慢，割

23、嘴要作橫向月牙形擺動（見圖10）。 如果氧氣流進入工件過我見圖11(b)或火焰過如，上部起割后就移動割炬，會出現(xiàn)圖11(c)所示的現(xiàn)象，并產(chǎn)生圖11(d)所示的結果，在端部下方殘留未割穿的角形部分。如果切割氧壓力過高或切割速度不合適，將會出現(xiàn)圖11(e)所示的現(xiàn)象。切割氧壓力過低或起割時割炬移動速度過快，會出現(xiàn)圖11(f)所示的情況。這些不正確的起割方式都會導致切割失敗。 大厚度碳鋼和低合金鋼的手工切割工藝參數(shù)見表7和表8。 表7 大厚度碳鋼和低合金鋼的手工切割工藝參數(shù) 板厚/mm氧氣壓力/kPa單位切割長度的耗量/ML.m-1預熱氧切割氧氧氣

24、汽油30035040045050055060029439239249049058858811761176174011761740147017641470176417642156176421565800800011200155002160029500386003038465565 表8 大厚度碳鋼和低合金鋼低壓大流量氧手工切割工藝參數(shù)鋼材板厚/mm切割氧孔直徑/mm切割氧壓力/kPa切割氧耗量/L.h-13054065086107118139141016111812193.745.64.327.364.938.445.618.446.359.536.359.537.3710.

25、727.3710.727.3711.908.4411.9022533317637214735219633317628420635217627420631417635219627428300425003680056600482007080056600850006520099100764001133008500012720096300141600107500156000113300169800 注：對其他厚度的鋼材，切割氧耗量Q可按公式Q0.090.14(m3/h)計算。   （2）薄鋼板的切割 切割厚度4mm以下的鋼板時，因鋼板較薄，氧化鐵渣不易

26、吹掉，而且冷卻后氧化鐵渣粘在鋼板背面更不易清除。薄板受熱快而散熱慢，當割嘴剛過去時，因割縫兩邊還處在熔融狀態(tài)，這時如果切割速度稍慢及預熱火焰控制不當，易使鋼板變形過大，且鋼板正面棱角也被熔化，形成割開后又熔合在一起的現(xiàn)象。 切割薄板時，為了得到較好的切割效果，應注意以下幾點：  預熱火焰功率要小，加熱點落在切割線上，并處于切割氧流的正前方；  割嘴應向前傾斜，與鋼板與25°45°角，割嘴與工件表面的距離為1015mm；  切割速度要盡可能快；  選用G01-30割炬及小號割嘴。 厚度36mm鋼板使用1號割嘴可以進行

27、正常切割，主要問題是工件因受熱變形而發(fā)生翹曲。如切割板條時，出現(xiàn)平面?zhèn)葟?；在切割板邊、板?nèi)開孔和成形零件時，則產(chǎn)生上凸下凹變形，難以獲得正確的零件形狀和尺寸精度。 為此，對于一般低碳鋼板，為了盡可能減小切割變形，在減小預熱火焰功率、提高火焰集中度的同時，可在切割過程中一邊切割，一邊灑水進行冷卻，也可在板內(nèi)穿孔進行周邊切割以減小變形。 圖12所示為切割薄板時灑水管的配置。灑水管與割嘴的垂直距離為2050mm（以50mm為最佳），灑水量以2L/min為宜，水量過多并不能產(chǎn)生更好的效果。灑水管可使用一般像膠管。割嘴使用最小呈的，預熱燃料應采用汽油（因火焰的熱擴散性?。豢捎帽?/p>

28、烷和石油氣。灑水冷卻法切割薄板的工藝參數(shù)見表9。表9 灑水冷卻法切割薄板的工藝參數(shù)板厚/mm割嘴號碼切割速度/mm.min-1切割氧壓力/kPa汽油壓力/kPa割嘴高度/mm3.20650196084.50600196086.0055019608厚度在4mm以上的鋼板，很容易進行切割，而且可以保證割縫質(zhì)量。但切割厚度3mm以下薄板則有些困難，特別是切割技術不熟練時，一般切割質(zhì)量不理想。切割較薄的鋼板時，薄板變形和翹曲更為嚴重，而且由于火焰的高溫，會使切口邊緣同時發(fā)生熔化并粘積在鋼板切口的底面，很難清除。甚至會出現(xiàn)前面割出的切口隨后又熔合在一起的現(xiàn)象，切割質(zhì)量很差。 為了順利

29、切割這種極薄板，可使用BG01-0.5型手工割炬和階梯形割嘴。也可將最小號射吸式割嘴用鋼絲堵塞23個預熱孔。薄鋼板機械切割時應選用1號割嘴，手工切割時選用G01-30型割炬和小號割嘴。這樣可使熱影響區(qū)寬度減小，并能消除割縫邊緣的過熱現(xiàn)象。 預熱火焰要小，割嘴后傾角加大到30°40°，割嘴與工件距離加大到1015mm，在切割不中斷的情況下切割速度盡可能快些。還要注意在切割氧放出后應使火焰成筆直的單線針狀。如果火焰形狀不對，應該及時修整或更換切割氧割嘴。 另一種切割薄板的工藝方法是使用氧簾割嘴，不但切割速度快，切口質(zhì)量好，而且工件變形也很小。對于極薄板的切割

30、加工也可采用疊板切割工藝，或者用策束等離子弧切割乃至激光切割。 3 多層疊板的切割 （1）疊板切割的特點 疊板切割是把數(shù)張乃至數(shù)十張薄鋼板板疊成一摞進行切割的一種高效切割法，圖13所示為多層疊板切割的示意。這種方法特別適用于厚度1.05.0mm薄鋼板的切割，這類薄板切割時因熱變形很難獲得所需形狀和尺寸精度良好的零件。板厚大于14mm后，由于不易壓緊，就不適合用這種方法。與單層切割相比，疊板切割具有以下優(yōu)點：  減小切割時間，提高生產(chǎn)效率。疊板總厚度100120mm時，切割效率高于高速等離子弧單件切割的效率；  切割質(zhì)量好，單張板之間的間隙小于0

31、.1mm時可獲得無粘渣的切割邊；  板與板之間的摩擦力限制了切割過程中的熱變形，割出的零件具有良好的尺寸精度；  燃料消耗量大大降低，顯著的節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本。 實現(xiàn)疊板切割的重要條件是板與板之間必須貼緊，切割前要將多層鋼板夾具夾緊，盡可能不留空隙。為了夾緊鋼板，一般可采用大的卡蘭夾緊，也可用兩張厚度8mm左右的鋼板作為上、下蓋板。如果鋼板的尺寸大，可使用氣動壓緊裝置。對比較平整的薄板，也可用焊接方法將疊板固定，如圖14所示。為了使開始起割順利，可將上、下鋼板錯開，使端面疊成3°5°的傾角。 疊板切割可切割0.5mm以上的鋼板，總

32、厚度不宜超過120mm。疊板切割最好選用切割能力大于總厚度的割嘴，要有充分的余量。疊板切割用的設備一般采用半自動切割機，零件外形復雜可使用移動式仿形切割機。如果零件尺寸比較大，而同形零件的批量又多，也可采用專用自動化疊板切割設備。 圖15所示為疊板光電跟蹤自動切割裝置。它由光電跟蹤裝置、水冷式6割炬切割門架、壓緊裝置等構成。適用于切割厚度614mm的鋼板組成的疊板，最大疊板總厚度120mm。2）疊板切割工藝要點  每張待切割鋼板的表面必須平整、清潔，允許有輕度銹痕。  鋼板之間的間隙（一般不應超過0.5mm）對切割質(zhì)量和切口下緣粘渣程度有很大影響。切割面粗糙度要求

33、低于50m時，間隙應控制在0.1mm以內(nèi)。  疊板總厚度較大時，為了便于起割，應把上面的每張板邊稍伸出一些（見圖14）。這樣，實際切割厚度逐漸增大，有利于保證切割質(zhì)量。必須從板的內(nèi)部開始起割的場合，可采用預鉆起割孔的方法，從鉆孔處割入。  為確保割出零件的質(zhì)量，可在疊板的上表面加放一張薄板，作為工藝板。  割嘴選用切割氧壓力0.69MPa的擴散型割嘴。切割氣孔徑按下述原則選定： a 疊板總厚度30mm時，割嘴的切割能力應大于總厚度10； b 疊板總厚度50mm時，割嘴的切割能力應大于總厚度的8090（例如，總厚度為60mm，

34、應選用能切割厚度110mm的割嘴）。  預熱火焰功率增大些，但火焰應采用輕微碳化焰。  切割速度應比同等厚度單板的切割速度減慢約5。 多層疊板光電跟蹤自動切割裝置的切割工藝參數(shù)見表10。氧-汽油半自動疊板切割的工藝參數(shù)見表11。 表10 多層疊板光電跟蹤自動切割裝置的切割工藝參數(shù)疊板總厚度/mm割嘴種類切割氧汽油/MPa切割速度/mm.min-1切割面粗糙度/m壓力/MPa流量/m3.h-16×1696擴散形0.6922022550以下9×1199擴散形0.6922022550以下12×10120擴散形0.6922

35、020050以下 表11 氧-汽油半自動疊板切割的工藝參數(shù)鋼板厚度與層數(shù)/mm表面銹蝕程度割嘴切割氧孔徑/mm氧氣壓力/MPa汽油壓力/MPa切割速度/mm.min-1夾緊力/kN板與板的間隙/mm切割面粗糙度/m6×3重0.750.7902509.8×20.60256×3重0.750.7903808.17×20.15256×3重0.750.7904108.17×20256×5重0.750.79023016.34×20256×5無0.900.79039016.34×20256

36、×8重0.900.79018019.60×20.4256×12輕0.900.79016016.34×20.40.52514×2重0.650.7904100.10.212.514×6輕1.450.7902350.030.34注：1、割嘴為GK1型擴散形割嘴。 2、厚度14mm鋼板因剛度大，夾緊后其間隙無變化。 3、被切割材料為Q235低碳鋼。   生產(chǎn)實踐證明，采用多層疊板切割工藝，切割厚度1.52mm的鋼板能獲得滿意的切割質(zhì)量。把薄鋼板疊 成2550層，可用起割一次切開，切口質(zhì)量良好。

37、 4 圓鋼和鋼管的切割 （1）圓鋼的高效切割 圓鋼的高效切割是把數(shù)根圓鋼平行緊靠排列進行連續(xù)切割的工藝，如圖16所示。先將第1根圓鋼預熱到燃燒溫度，利用適當后傾的割炬以一定的速度進行切割。當割炬行至34和67位置時，切口中的熔融氧化鐵加熱下一根圓鋼表面并達到燃點，在切割氧流的作用下開始切割過程，于是使數(shù)根圓鋼得以連續(xù)的進行切割。連續(xù)切割的根數(shù)取決于圓鋼的直徑和切割機上割炬的有效行程。切割圓形截面半成品時，最好在開始切割處用扁鏟作出割痕，因為切割開始處有毛剌，能迅速地加熱到熔化狀態(tài)，切割過程容易開始。 在圓鋼切割過程中，實際切割厚度經(jīng)常處于變化中，切割速度

38、也要隨之變化。實踐中，通常取一個相對合適的平均速度作為切割速度。此外，割炬高度從位置需加以調(diào)節(jié)，以后只要保持的高度即可。割炬后傾角取決于圓鋼直徑和平均切割速度，由試驗確定。連續(xù)切割碳素鋼圓鋼的工藝參數(shù)見表12。 表12 連續(xù)切割碳素鋼圓鋼的工藝參數(shù)  圓鋼直徑/mm割炬傾角/（°）切割速度/mm.min-1氧氣壓力/MPa天然氣壓力/kPa割嘴孔徑/mm氣體消耗量/m3.min-1氧氣天然氣45353750.39591.20.0550.00460353200.49591.50.0950.00880322550.49591.50.1470.012

39、100322250.49591.50.2150.015120321900.54691.70.2750.019140301750.59692.00.3100.025160301600.64792.00.3800.029180301500.64792.50.5700.035 圓鋼連續(xù)切割的高效性在于單根圓鋼切割時因起割處外表面是圓弧，預熱時間占整個切割時間的4050。連續(xù)切割時只需預熱第1根圓鋼，因此可使其切割效率提高15倍。 （2）鋼管的切割 鋼管的切割分為固定鋼管和轉動鋼管的切割。不論哪一種管件的切割，預熱時，火焰均應垂直于鋼管的表面。待切透以后，將割嘴逐漸傾斜，

40、直到接近于管子的切線方向后，再繼續(xù)切割。 固定鋼管（橫吊管）的切割如圖17所示，首先從管子的下部（仰臉位置）開始預熱。切割時，割嘴沿接近管子的切線方向按圖中1所示的方向進行切割。當切割到管子的水平位置時，關閉切割氧，再將割炬移到管子的下部并沿圖中2所示的方向繼續(xù)切割。這種由下至上的切割方法有以下優(yōu)點：  切縫看得清楚，割炬移動方便；  當切割終了時，割炬正好在水平位置，不易被已切斷的管子碰壞嘴頭。 轉動鋼管的切割和快速切割示意如圖18所示。首先預熱管側部位，嘴頭與管子表面接近垂直。切透后嘴頭往上傾斜并與管子成接近切線角度。切割過程中，割炬應不斷改變位置，

41、以保持這一切割角度。切割一段后暫時停止，將管子稍加轉動后，再繼續(xù)切割。較小直徑的管子可分23次割完，較大直徑的管子可多分幾次，但分鍛越少對切割越好。大直徑鋼管或圓筒的快速切割如圖18(b)所示。把圓管置于回轉胎具上按逆時針方向轉動，將割炬設在偏離圓管頂面一定距離處。切割時，切割氧流相對切口前緣形成一個攻角，同時熾熱的熔渣沿管壁內(nèi)、外表面把切口前緣預熱至很高溫度，大大加速了鐵-氧燃燒反應，使切割速度大為提高。 割炬偏離管頂?shù)木嚯x按以下方法確定：從切割點作管子外圓的切線，使割炬軸線與此切線成15°25°角，管壁厚時角度取大一些。 當采用適當?shù)臄U散形割嘴切割時

42、，可達到下列切割速度：  鋼管直徑3001020mm、壁厚12mm，切割速度15.2500mm/min；  鋼管直徑700800mm、壁厚10mm，切割速度35003600mm/min。 快速切割工藝在螺旋管生產(chǎn)線上用于管子害長切割。為了縮短預熱時間，可采用起割處附加低碳鋼?；蚨潭武摻z的辦法來加速起割。 5 難切割材料的切割 （1）不銹鋼的振動切割 不銹鋼在切割時生成難熔的Cr2O3，所以不能用普通的火焰切割方法進行切割。不銹鋼焊接結構的制造中，如果厚度適宜，應盡量采用切割質(zhì)量好、效率高的等離子弧切割工藝。但是等離子弧切割的厚度有限。

43、隨著厚度的增加，電源的功率增加，切割質(zhì)量變差，電極噴嘴耗損嚴重。當厚度超過100mm時，用等離子弧切割方法已難以切割。 對于雖有等離子弧切割條件，但遇到需要切割厚度150200mm以上的不銹鋼冒口或大厚度鋼板時，或沒有等離子弧切割條件時，可采用振動切割和金屬粉末切割法（氧-熔劑切割法）。也可以采用氧-熔劑切割的工藝方法。 振動切割法是采用普通割炬而使割嘴不斷擺動來實現(xiàn)切割的方法。這種方法雖然切口不夠光滑，但突出的優(yōu)點是設備簡單、操作技術容易掌握，而且被切割工件的厚度可以很大，甚至可達300mm以上。 不銹鋼振動切割的示意如圖19所示。不銹鋼振動切割的工藝要點如下：

44、 采用普通的G01-300型割炬，預熱火焰較一般碳鋼切割火焰要大且集中。氧氣壓力要大1520，采用中性火焰。切割開始時，先用火焰加熱工件邊緣，待其達到紅熱熔融狀態(tài)時，打開切割氧氣閥門，少許抬高割炬，熔渣即從切口處流出。此時割炬應立即做一定幅度的前后、上下擺動，便可進行連續(xù)切割。 割嘴擺動的頻率為每分鐘80次左右，振幅為1015mm。利用火焰的高溫（3200）來破壞切口處的氧化膜，使鐵繼續(xù)燃燒，并借助于火焰中的氧流前后、上下振動的沖擊研磨作用，沖掉熔渣，達到連續(xù)切割的目的。 （2）復合鋼板的切割 不銹復合鋼板的切割不同于一般碳鋼的切割。由于不銹鋼復合層的存

45、在，給切割帶來一定的困難，但它比單一的不銹鋼板容易切割。用一般切割碳鋼的規(guī)范來切割不銹復合鋼板，經(jīng)常發(fā)生切不透的現(xiàn)象。保證不銹復合鋼板切割質(zhì)量的關鍵是使用較低的切割氧氣壓力和較高的預熱火焰氧氣壓力。因此，應采用等壓式割炬。 切割不銹復合鋼板時，基層（碳鋼面）必須朝上，切割角度應向前傾，以增加切割氧流所經(jīng)過的碳鋼的厚度，這對切割過程非常有利。操作中應注意將切割氧閥門開得較小一些，而預熱火焰調(diào)得較大一些。 切割16mm4mm復合鋼板時，采用半自動自動切割機分別送氧的切割工藝參數(shù)為：切割氧壓力0.20.25MPa，預熱氣壓力0.70.8MPa。改用手工切割后所采用的切割工藝參數(shù)為

46、：切割速度360380mm/min，氧氣壓力0.70.8MPa，割嘴直徑為22.5mm（G01-300型割炬，2號嘴頭），嘴頭與工件距離56mm。 （3）鑄鐵的振動切割 鑄鐵材料的振動切割原理和工藝基本上與不銹鋼振動切割相同。切割時，以中性火焰將鑄鐵切口處預熱至熔融狀態(tài)后，再打開切割氧氣閥門，進行上下振動切割。每分鐘上下擺動60次左右。鑄鐵厚度在100mm以上時，振幅為815mm。當切割一段后，振動次數(shù)可逐漸減少，甚至可以不用振動，而像切割碳鋼板那樣進行操作，直至切割完畢。 切割鑄鐵時，也有采用沿切割方向前后擺動或左右橫向擺動的方法進行振動切割的，如采用橫向擺動。

47、根據(jù)工件厚度的不同，擺動幅度可在810mm范圍內(nèi)變動。 （4）合金鋼的切割 合金鋼因含有較多的合金元素，如C、Mn、Mo、Cr、Ni、Si、W等，這些元素對鋼材的切割性能有很大的影響。一些元素還使鋼材產(chǎn)生淬硬傾向，而切割過程的熱循環(huán)特點是快速加熱并迅速冷卻，切割邊緣會出現(xiàn)淬硬組織，特別是在工件厚度大、環(huán)境溫度低的場合。因此，一些合金鋼為了恢復其切割前的性能，切割后還需進行熱處理。 切割中、高碳鋼和各種低合金鋼時，鋼的碳當量對切割性能的影響見表13，一些大厚度低合金鋼的割前預熱和割后熱處理措施見表14。 表13 鋼的碳當量對切割性能的影響碳當量/

48、切割性能鋼號舉例< 0.6 無工藝上的限制，不需預熱即可切割 15Mn,20Mn,10Mn2,15Mo,15NiMo0.60.8 夏季允許不預熱情況下切割，冬季在切割厚鋼材和形狀復雜零件時需加熱到15030Mn,35Mn,40Mn,30Mn2,15Cr,20Cr,15CrV,10CrV,15CrMn,10Mo,12CrNi3A,20CrNi3A0.81.1 為了防止淬火裂紋，需預熱或隨同切割加熱到20030050Mn,65Mn,70Mn,35Mn2,45Mn2,50Mn2,40Cr,50Cr,12CrMo,15CrMo,20CrMo,30CrMo,

49、35CrMo,20CrMn,40CrMn,40CrNi,50CrNi,12CrNi4,30CrNi4,40CrVa> 1.1 為了避免出現(xiàn)裂紋，需預熱至300450或更高溫度，并隨后緩冷（放入爐中或用隔熱材料保溫）。含碳量大于1.2的鋼難以切割25CrMnSi,30CrMnSi,35CrMnSi,50CrMnSi,33CrSi,40CrSi,35CrAlA,20Cr3,35Cr2MoA,25CrNiWA,40CrMnMo,45CrNiMoVA,50CrMnA,50CrAlA,50CrMnVA,50CrNiMo,12Cr2Ni3MoA注：碳當量（）計算公式為  

50、;   CeqC+0.16Mn+0.3 (Si+Mn)+0.4Cr+0.2V+0.04 (Ni+Cu)  表14 一些大厚度低合金鋼的割前預熱和割后熱處理措施鋼號切割厚度/mm預熱溫度/割后熱處理20SiMn1000以上200250保溫緩冷37SiMn2MoV38SiMn2Mo20Cr3WMoV34CrMoV34CrMoA600以上250350立即進爐保溫緩冷或回火60SiMnMo60CrMnMo5CrSiMnMoV5CrMnMo3Cr2W8V400以上420450立即進爐630650回火 注：鍛件應在最終熱處理前切割，鑄件應在消除鑄

51、造應力后進行切割。   合金元素含量較高的鋼，切割前的預熱溫度應根據(jù)鋼的切割碳當量確定。有關文獻推薦的合金鋼切割前預熱溫度的計算公式為 Tph500Ceq（1+0.0002）0.45-1/2                               

52、;                           （2） 式中    Tph切割前預熱溫度，；  工件厚度，mm； Ceq切割碳當量，。     CeqC+0.155 (Cr+Mo)+0.14 (Mn+V)+0.11Si+0

53、.045 (Ni+Cr)                                 （3） 當被切割的工件厚度小于100mm時，厚度影響很小，可略去不計。于是公式（2）可簡化為       Tph500（

54、Ceq0.45）1/2                                                &

55、#160;            （4） 由公式（4）可知，對厚度小于100mm的鋼材，其切割碳當量Ceq0.45時，一般不需切割前預熱。 高合金鋼切割前預熱和割后熱處理條件見表15。 表15 高合金鋼切割前預熱和割后熱處理條件鋼的組織類型預熱條件割后熱處理馬氏體250350淬火并回火，或650950馬氏體+鐵素體一般不預熱，厚大截面、外形復雜的零件預熱25035065095回火或退火鐵素體不需預熱加熱至750850，水淬奧氏體+鐵素體不需預熱不

56、需割后熱處理奧氏體不需預熱加熱至10501150隨后快冷，或切割時用水急冷邊緣切割厚度100mm以下的高碳鋼和合金元素含量高的鋼材時，應適當放慢切割速度。這樣有助于降低冷卻速度和切割工件邊緣的淬硬性，對切割后需進行機械加工的工件尤為必要。切割這些鋼材時適宜的切割速度可根據(jù)下達公司確定，即 o×0.81-(Ceq0.45)1/2                     

57、                     （5） 式中    合金鋼的切割速度，mm/min； o同等厚度碳鋼（Ceq0.45）的切割速度最佳值，mm.min； Ceq被切割鋼材的碳當量，按公式（3）計算。 合金鋼的燃點和熔點等一般比碳鋼要高一些，因此預熱火焰的功率也要適當增大火焰切割操作工藝核心提示：一:機床加工范圍及工作環(huán)境

58、要求1.本數(shù)控火焰切割機是一種用于金屬板材切割下料的數(shù)字稱或許控制的自動化設備.該設備在工業(yè)計算機一:機床加工范圍及工作環(huán)境要求1.本數(shù)控火焰切割機是一種用于金屬板材切割下料的數(shù)字稱或許控制的自動化設備.該設備在工業(yè)計算機的控制下采用燃氣火焰切割作切割源,可以在低碳鋼等金屬材料上切割任意圖形,切割厚度可以從6mm-150mm.2.本機床的供電電源應保持在380V±10%,50HZ±1HZ,并建議使用的電網(wǎng)與車間其他部分(如電焊機等)的電網(wǎng)分開或配備交流穩(wěn)壓電源,相對環(huán)境溫度應該為:-10°C+40°C,相對濕度應95% 二：加工前的準備1.檢查

59、被切割工件的表面有無鐵銹.塵垢或油污，被切割件應擺放平整，以便    于散放熱量和排除熔渣2.檢查氧氣.乙炔.橡膠管和壓力表是否正常，將氣割設備按操作規(guī)程連接好3.工件擺放時應盡量保證與X.Y軸平行和垂直 三:開.關機流程1.開機   機床主電源開   控制面板電源開 伺服電機開   預熱氧總閥開            切割氧總閥開   選擇割矩(割槍) &

60、#160; 調(diào)入程序   點火               調(diào)火   試割2.關機   切割氧關   預熱氧關   切割氧總閥關   預熱氧總閥關 伺服電機         關   控制面板電源關   機床主電源關

61、60;四:機床常用操作1.移動方向:在自動方式下按"X+,X-,Y+,Y-"可以移動X.Y軸相對應的方向2.回參考點:在自動方式下按"H"可以直接回到所設置的原點,即X0,Y03.速度調(diào)整:在自動方式下,按【F】鍵選擇所需要的速度然后按【ENTER】鍵,也            可以在加工過程中選擇【F+】或【F-】鍵調(diào)整實時速度 4.U盤讀入程序:在主菜單下按【文件管理】鍵,選擇【USB輸入】,移動光標選     

62、       擇所需要的程序,按【ENTER】鍵5. 坐標原點的設置: 當X.Y軸移動到一定位子時,在主菜單下按【手動輔助】,            選擇【坐標設置】,再同時按【空格鍵】+【ENTER】實現(xiàn)坐標清零,           這時候所生成的原點既是加工程序要的原點6.斷點設置:系統(tǒng)的斷點設置由兩種方法,其一是通過加工

63、中的暫停,自動生成           暫停處的斷點,只要在自動方式下按【F2】鍵再按【啟動】鍵即可           以開始從斷點穿孔繼續(xù)加工。其二是在突然停電時生成的斷點, 在           重新開機后按【F4】，再按【F2】鍵+【啟動】鍵即以開始從點穿孔  

64、0;        繼續(xù)加工   7.鏡像加工:在自動方式下連續(xù)按【F5】鍵,選擇X鏡像.Y 鏡像和不鏡像,選X           鏡像時,加工程序沿X軸對稱方向執(zhí)行,選擇Y軸鏡像則加工程序沿           Y軸對稱方向執(zhí)行8.測位起點.測位終點:在擺放板材中,由于板材太大.太重,不可能使板材與機&#

65、160;          床X.Y軸保持一定的垂直和水平，這時就要用到測位起點功能，使           切割的程序沿板材擺放的位子加工。測位起點.測位終點的設置方           法如下：         &#

66、160; A:測位起點：在手動輔助方式下，首先將割嘴對準基準線的一個起            點，用【F6】將X.Y的坐標設置為“0”，再按【F3】鍵           B:測位終點：在確定好測位起點以后，再將割嘴移動到基準線的另          一個終點后選擇【F3】鍵，確定測位終點 五：影響氣割過程的主要參數(shù)1.切割氧的純度：氧氣的純度使影響氣割過程和