切割槍的原理

1、數(shù)控火焰切割機(jī)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(jìn)行連續(xù)氣割的工藝，如圖16所示。先將第1根圓鋼預(yù)熱到燃燒溫度，利用適當(dāng)后傾的割炬以一定的速度進(jìn)行切割。當(dāng)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(dá)到燃點(diǎn)，在切割氧流的作用下開始?xì)飧钸^程，于是使數(shù)根圓鋼得以連續(xù)的進(jìn)行切割。連續(xù)切割的根數(shù)取決于圓鋼的直徑和切割機(jī)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?yàn)榍懈铋_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(shí)際切割厚度經(jīng)常處于變化中，切割速度也要隨之變化。實(shí)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(yàn)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(yù)熱時間占整個切割時間的4050。連續(xù)氣割時只需預(yù)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(zhuǎn)動鋼管的氣割。不論哪一種管件的氣割，預(yù)熱

3、時，火焰均應(yīng)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(yù)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(jìn)行切割。當(dāng)切割到管子的水平位置時，關(guān)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(diǎn)： 切縫看得清楚，割炬移動方便； 當(dāng)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(zhuǎn)動鋼管的氣割和快速氣割示意如圖18所示。首先預(yù)熱管側(cè)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(yīng)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(zhuǎn)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(zhuǎn)胎具上按逆時針方向轉(zhuǎn)動，將割炬設(shè)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(yù)熱至很高溫度，大大加速了鐵-氧燃燒反應(yīng)，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(diǎn)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(dāng)采用適當(dāng)?shù)臄U(kuò)散形割嘴氣割時，可達(dá)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(yù)熱時間，可采用起割處附加低碳鋼粒或短段鋼絲的辦法來加速起割?；鹧媲懈罴夹g(shù)1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(jī)械切割兩種。在設(shè)備條件好的情

6、況下，可采用機(jī)械切割，如采用坐標(biāo)式切割機(jī)、平面四邊形切割機(jī)或?qū)榍懈钇驴谟玫那懈钤O(shè)備等。采用機(jī)械方法切割的坡口，只要把熔渣清理干凈，不需要進(jìn)行任何的機(jī)械加工就可進(jìn)行焊接。在成批生產(chǎn)中，采用機(jī)械方法切割坡口的經(jīng)濟(jì)效益更為顯著。 由于手工切割坡口設(shè)備簡單（采用普通切割設(shè)備），方便靈活，對于組合的部件和結(jié)構(gòu)較復(fù)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(shù)熟練程度的影響。對于重要構(gòu)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(jié)構(gòu)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(dāng)單側(cè)坡口角度大于30°時，通常不易切割，需把坡口面置于背面進(jìn)行切割。 在正確掌握切割參數(shù)和操作技術(shù)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(jī)械方法切割單面V形坡口時，可采用兩把割炬同時進(jìn)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(jī)或手扶式半自動切割機(jī)進(jìn)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(shí)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(jìn)行切割，切割速度稍慢，預(yù)熱火焰功率應(yīng)適當(dāng)增加，切割氧的壓力也應(yīng)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(jìn)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(jìn)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(jī)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(jìn)行切割，應(yīng)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(kuò)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(yīng)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(kuò)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(yù)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(zhǔn)。 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(dāng)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(yīng)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(jī)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(yīng)不像一般切割時那樣一直垂直向下、當(dāng)達(dá)到一定深度后應(yīng)轉(zhuǎn)向側(cè)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(yù)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(yīng)向側(cè)面進(jìn)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(biāo)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(jié)構(gòu)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(jìn)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(jìn)的反方向）傾斜20°30°。 普通等壓式割嘴機(jī)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(jī)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(diǎn)是：  預(yù)熱處鋼材上、下部受熱不均勻，如果操作不當(dāng)，起割時往往不能沿厚度方向順利穿透而造成切割失?。?#160; 因?yàn)殇摬谋容^厚，燃燒反應(yīng)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(yù)熱火焰加熱鋼件的下層金屬困難，使鋼件受熱不均勻，結(jié)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(jìn)方向呈現(xiàn)一弧形，相應(yīng)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(shí)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(jìn)氣管、割嘴孔徑等都要滿足相應(yīng)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(zhǔn)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(jìn)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(fù)到垂直位置。 大厚度切割容易產(chǎn)生后拖，切割將要結(jié)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(jié)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(yīng)充足。開始切割時，預(yù)熱火焰要大，首先由工件的邊緣棱角處開始預(yù)熱，將工件預(yù)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(jìn)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(jìn)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(jié)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(dǎo)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(yù)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(jì)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(dāng)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(yù)熱火焰控制不當(dāng)，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(yīng)注意以下幾點(diǎn)：  預(yù)熱火焰功率要小，加熱點(diǎn)落在切割線上，并處于切割氧流的正前方；  割嘴應(yīng)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(jìn)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(yù)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(jìn)行冷卻，也可在板內(nèi)穿孔進(jìn)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(yù)熱燃料應(yīng)采用汽油（因火焰的熱擴(kuò)散性?。?，而不可用丙

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(jìn)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(shù)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(yán)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?xí)霈F(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(yù)熱孔。薄鋼板機(jī)械切割時應(yīng)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(yù)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(yīng)使火焰成筆直的單線針狀。如果火焰形狀不對，應(yīng)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(diǎn) 疊板切割是把數(shù)張乃至數(shù)十張薄鋼板板疊成一摞進(jìn)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(diǎn)：  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(shí)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(shè)備一般采用半自動切割機(jī)，零件外形復(fù)雜可使用移動式仿形切割機(jī)。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(shè)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(gòu)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(diǎn)  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(yīng)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(yīng)控制在0.1mm以內(nèi)。  疊板總厚度較大時，為了便于起割，應(yīng)把上面的每張板邊稍伸出一些（見圖14）。這樣，實(shí)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(yù)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(kuò)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(yīng)大于總厚度10； b 疊板總厚度50mm時，割嘴的切割能力應(yīng)大于總厚度的8090（例如，總厚度為60mm，

34、應(yīng)選用能切割厚度110mm的割嘴）。  預(yù)熱火焰功率增大些，但火焰應(yīng)采用輕微碳化焰。  切割速度應(yīng)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(kuò)散形0.6922022550以下9×1199擴(kuò)散形0.6922022550以下12×10120擴(kuò)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(kuò)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(shí)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(jìn)行連續(xù)切割的工藝，如圖16所示。先將第1根圓鋼預(yù)熱到燃燒溫度，利用適當(dāng)后傾的割炬以一定的速度進(jìn)行切割。當(dāng)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(dá)到燃點(diǎn)，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(jìn)行切割。連續(xù)切割的根數(shù)取決于圓鋼的直徑和切割機(jī)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?yàn)榍懈铋_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(shí)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(shí)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(yàn)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(yù)熱時間占整個切割時間的4050。連續(xù)切割時只需預(yù)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(zhuǎn)動鋼管的切割。不論哪一種管件的切割，預(yù)熱時，火焰均應(yīng)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(yù)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(jìn)行切割。當(dāng)切割到管子的水平位置時，關(guān)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(diǎn)：  切縫看得清楚，割炬移動方便；  當(dāng)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(zhuǎn)動鋼管的切割和快速切割示意如圖18所示。首先預(yù)熱管側(cè)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(yīng)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(zhuǎn)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(zhuǎn)胎具上按逆時針方向轉(zhuǎn)動，將割炬設(shè)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(yù)熱至很高溫度，大大加速了鐵-氧燃燒反應(yīng)，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(diǎn)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(dāng)采用適當(dāng)?shù)臄U(kuò)散形割嘴切割時

42、，可達(dá)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(yù)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(jìn)行切割。不銹鋼焊接結(jié)構(gòu)的制造中，如果厚度適宜，應(yīng)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(yán)重。當(dāng)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(shí)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(diǎn)是設(shè)備簡單、操作技術(shù)容易掌握，而且被切割工件的厚度可以很大，甚至可達(dá)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(diǎn)如下：

44、 采用普通的G01-300型割炬，預(yù)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(dá)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(yīng)立即做一定幅度的前后、上下擺動，便可進(jìn)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(dá)到連續(xù)切割的目的。 （2）復(fù)合鋼板的切割 不銹復(fù)合鋼板的切割不同于一般碳鋼的切割。由于不銹鋼復(fù)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(fù)合鋼板，經(jīng)常發(fā)生切不透的現(xiàn)象。保證不銹復(fù)合鋼板切割質(zhì)量的關(guān)鍵是使用較低的切割氧氣壓力和較高的預(yù)熱火焰氧氣壓力。因此，應(yīng)采用等壓式割炬。 切割不銹復(fù)合鋼板時，基層（碳鋼面）必須朝上，切割角度應(yīng)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(yīng)注意將切割氧閥門開得較小一些，而預(yù)熱火焰調(diào)得較大一些。 切割16mm4mm復(fù)合鋼板時，采用半自動自動切割機(jī)分別送氧的切割工藝參數(shù)為：切割氧壓力0.20.25MPa，預(yù)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(yù)熱至熔融狀態(tài)后，再打開切割氧氣閥門，進(jìn)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(dāng)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(jìn)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(jìn)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(diǎn)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(fù)其切割前的性能，切割后還需進(jìn)行熱處理。 切割中、高碳鋼和各種低合金鋼時，鋼的碳當(dāng)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(yù)熱和割后熱處理措施見表14。 表13 鋼的碳當(dāng)量對切割性能的影響碳當(dāng)量/

48、切割性能鋼號舉例< 0.6 無工藝上的限制，不需預(yù)熱即可切割 15Mn,20Mn,10Mn2,15Mo,15NiMo0.60.8 夏季允許不預(yù)熱情況下切割，冬季在切割厚鋼材和形狀復(fù)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(yù)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(yù)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(dāng)量（）計(jì)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(yù)熱和割后熱處理措施鋼號切割厚度/mm預(yù)熱溫度/割后熱處理20SiMn1000以上200250保溫緩冷37SiMn2MoV38SiMn2Mo20Cr3WMoV34CrMoV34CrMoA600以上250350立即進(jìn)爐保溫緩冷或回火60SiMnMo60CrMnMo5CrSiMnMoV5CrMnMo3Cr2W8V400以上420450立即進(jìn)爐630650回火 注：鍛件應(yīng)在最終熱處理前切割，鑄件應(yīng)在消除鑄

51、造應(yīng)力后進(jìn)行切割。   合金元素含量較高的鋼，切割前的預(yù)熱溫度應(yīng)根據(jù)鋼的切割碳當(dāng)量確定。有關(guān)文獻(xiàn)推薦的合金鋼切割前預(yù)熱溫度的計(jì)算公式為 Tph500Ceq（1+0.0002）0.45-1/2                               

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

53、.045 (Ni+Cr)                                 （3） 當(dāng)被切割的工件厚度小于100mm時，厚度影響很小，可略去不計(jì)。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(dāng)量Ceq0.45時，一般不需切割前預(yù)熱。 高合金鋼切割前預(yù)熱和割后熱處理?xiàng)l件見表15。 表15 高合金鋼切割前預(yù)熱和割后熱處理?xiàng)l件鋼的組織類型預(yù)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(yù)熱，厚大截面、外形復(fù)雜的零件預(yù)熱25035065095回火或退火鐵素體不需預(yù)熱加熱至750850，水淬奧氏體+鐵素體不需預(yù)熱不

56、需割后熱處理奧氏體不需預(yù)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(yīng)適當(dāng)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(jìn)行機(jī)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(dá)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(dāng)量，按公式（3）計(jì)算。 合金鋼的燃點(diǎn)和熔點(diǎn)等一般比碳鋼要高一些，因此預(yù)熱火焰的功率也要適當(dāng)增大火焰切割操作工藝核心提示：一:機(jī)床加工范圍及工作環(huán)境

58、要求1.本數(shù)控火焰切割機(jī)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(shè)備.該設(shè)備在工業(yè)計(jì)算機(jī)一:機(jī)床加工范圍及工作環(huán)境要求1.本數(shù)控火焰切割機(jī)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(shè)備.該設(shè)備在工業(yè)計(jì)算機(jī)的控制下采用燃?xì)饣鹧媲懈钭髑懈钤?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(jī)床的供電電源應(yīng)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(jī)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(yīng)該為:-10°C+40°C,相對濕度應(yīng)95% 二：加工前的準(zhǔn)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(yīng)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(shè)備按操作規(guī)程連接好3.工件擺放時應(yīng)盡量保證與X.Y軸平行和垂直 三:開.關(guān)機(jī)流程1.開機(jī)   機(jī)床主電源開   控制面板電源開 伺服電機(jī)開   預(yù)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(diǎn)火               調(diào)火   試割2.關(guān)機(jī)   切割氧關(guān)   預(yù)熱氧關(guān)   切割氧總閥關(guān)   預(yù)熱氧總閥關(guān) 伺服電機(jī)         關(guān)   控制面板電源關(guān)   機(jī)床主電源關(guān)

61、60;四:機(jī)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(yīng)的方向2.回參考點(diǎn):在自動方式下按"H"可以直接回到所設(shè)置的原點(diǎn),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(shí)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(biāo)選     

62、       擇所需要的程序,按【ENTER】鍵5. 坐標(biāo)原點(diǎn)的設(shè)置: 當(dāng)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(biāo)設(shè)置】,再同時按【空格鍵】+【ENTER】實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)清零,           這時候所生成的原點(diǎn)既是加工程序要的原點(diǎn)6.斷點(diǎn)設(shè)置:系統(tǒng)的斷點(diǎn)設(shè)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(diǎn),只要在自動方式下按【F2】鍵再按【啟動】鍵即可           以開始從斷點(diǎn)穿孔繼續(xù)加工。其二是在突然停電時生成的斷點(diǎn), 在           重新開機(jī)后按【F4】，再按【F2】鍵+【啟動】鍵即以開始從點(diǎn)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(diǎn).測位終點(diǎn):在擺放板材中,由于板材太大.太重,不可能使板材與機(jī)&#

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(diǎn)功能，使           切割的程序沿板材擺放的位子加工。測位起點(diǎn).測位終點(diǎn)的設(shè)置方           法如下：         &#

66、160; A:測位起點(diǎn)：在手動輔助方式下，首先將割嘴對準(zhǔn)基準(zhǔn)線的一個起            點(diǎn)，用【F6】將X.Y的坐標(biāo)設(shè)置為“0”，再按【F3】鍵           B:測位終點(diǎn)：在確定好測位起點(diǎn)以后，再將割嘴移動到基準(zhǔn)線的另          一個終點(diǎn)后選擇【F3】鍵，確定測位終點(diǎn) 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