氣體火焰切割技(1)

1、氣體火焰切割技術(shù)1坡口的氣割焊接之前常需要對(duì)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(jiǎn)單（采用普通氣割設(shè)備），方便靈活，對(duì)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(duì)于重要構(gòu)件或受壓容器的焊接坡口，在沒(méi)有把握的情況下最好不用手工切割。焊接

2、結(jié)構(gòu)中常見(jiàn)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形坡口當(dāng)單側(cè)坡口角度大于30°時(shí)，通常不易氣割，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，氣割坡口的質(zhì)量良好，可直接用于工件裝配和焊接。（1）V形坡口的氣割用機(jī)械方法切割單面V形坡口時(shí)，可采用兩把割炬同時(shí)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(dòng)氣割機(jī)或手扶式半自動(dòng)氣割機(jī)進(jìn)行切割。垂直的割炬在前移動(dòng)，傾斜的割炬在后面移動(dòng)。須按實(shí)際切割厚度選定割嘴號(hào)碼和氣割參數(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

3、示意見(jiàn)圖2。氣割前先按坡口尺寸劃好線，然后將割嘴按坡口角度找好，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(jiàn)圖3(c)。利用角鋼切割直邊及斜邊（坡口）的操作示意見(jiàn)圖4。手工切割與機(jī)械切割的不同之處在于：手工切割時(shí)，不能同時(shí)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(gè)角度，沿著劃線向前或向后移動(dòng)割炬，就能切割出

4、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(shí)的割嘴配置如圖6所示。（3）X形坡口的氣割不帶鈍邊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(lái)。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(jiàn)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(jiàn)表2?？焖俑钭斓那懈钚阅軕?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(hào)碼氣體壓力/kPa切割速度/mm.min-1割炬1割炬1割

5、炬2割炬3切割氧乙炔202530354050234556123345001122012233294294343294343294343343392343392305030503050305030503050280320250300220270200250180220160200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(hào)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切割氧乙炔2025303540502345561233450011220122336866866866866866863050305030503050305030503904303503903

6、10350280320230290200250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(shí)的切割參數(shù)，如坡口角為30°時(shí)，切割速度可加快1015。4、切割氧的純度99.7。純度較低時(shí)，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，切割速度也要作相應(yīng)調(diào)整。表3 快速割嘴的切割性能割嘴號(hào)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氧氣乙炔液化石油氣10.65107506000.70.0250.031

7、20.810206004500.70.0250.031.531.020404503800.70.0250.03241.2540603803200.70.030.0352.351.50601003202500.70.030.0353.461.751001502501600.70.0350.04472.01501801601300.70.0350.044.51A0.65105604500.50.0250.0312A0.810204503400.50.0250.031.53A1.0020403402500.50.0250.0324A1.2540602502100.50.030.0352.35A1.5

8、0601002101800.50.030.0353.4（4）U形坡口的氣割U形坡口用氣割工藝比機(jī)械加工方法效率高。U形坡口的下部有圓弧段，氣割時(shí)的氧化反應(yīng)不像一般氣割時(shí)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(shí)加工，使工件沿板厚方向形成溫度梯度，同時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)切割氧壓力割出圓弧段。氣割U形坡口的割嘴配置如圖8所示，氣割U形坡口的工藝參數(shù)見(jiàn)表4。表4 氣割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丙烷壓力/kPa切割速度/mm.min-1前割炬1652.52

9、0060030240中間割炬486201023500368后割炬(垂直切割鈍邊)51.5200200注：符號(hào)意義見(jiàn)圖8。先由前割炬割出斜面，再由中間割炬（配有兩個(gè)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(guò)控制中間割炬兩個(gè)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。氣割零件的尺寸偏差允許值見(jiàn)表5。表5 氣割零件的尺寸偏差允許值精度等級(jí)切割厚度基本尺寸范圍/mm3531531510001000200020004000A350350100±0.5±1.0

10、77;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：上列尺寸偏差適用于：（1）圖樣上未標(biāo)明公差尺寸的；（2）長(zhǎng)寬比不大于4：1的工件；（3）切割周長(zhǎng)不大于350mm的工件。2 鋼件的氣體火焰切割氣割結(jié)構(gòu)鋼一般沒(méi)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(zhǎng)度加上24mm。

11、為了提高切割效率，在氣割厚度25mm以上的鋼板時(shí)，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(jiàn)表6。表6 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(hào)碼氣體壓力/kPa切割速度/mm.min-1氣體消耗量/L.min-1氧氣乙炔氧氣乙炔51515303050501001001501502002002502503001234567829434344058868678488298030303050505050504505003504502503502302502002301702001501709012041.750.05

12、8.375.091.71081501831672172172672673834175005.86.77.58.37.58.38.310.08.310.010.011.713.315.015.016.7 （1）大厚度鋼板的氣割通常把厚度超過(guò)100mm的工件切割稱為大厚度切割。大厚度鋼板切割時(shí)由于工件較厚，切割有一定難度。氣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(shí)往往不能沿厚度方向順利穿透而造成切割失敗； 因?yàn)殇摬谋容^厚，燃燒反應(yīng)沿厚度方向傳播需要一定時(shí)間，同時(shí)越到切口下部，切割氧流動(dòng)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

13、部形成熔渣堵塞，使正常氣割過(guò)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(lái)得慢。這樣，切割厚鋼板時(shí)，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(jiàn)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(cè)量出來(lái)。切割過(guò)

14、程中，后拖量是不可避免的。后拖量小時(shí)，割縫寬度均勻、表面光滑、沒(méi)有大梳齒凸出和橫向的線槽。實(shí)現(xiàn)大厚度鋼板氣割的最重要條件是向氣割區(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 （1）式中 Q大厚度鋼板氣割時(shí)所需的切割氧流量，m3/h； 鋼板厚度，mm。整個(gè)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(zhǎng)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）。為了使氣割過(guò)程順利進(jìn)行，往往在起割時(shí)使割炬傾斜一角度，等火焰穿透工件后，割炬一邊移動(dòng)一邊逐漸將割炬恢復(fù)到垂直

15、位置。大厚度切割容易產(chǎn)生后拖，切割將要結(jié)束時(shí)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(gè)問(wèn)題，可在切割將要結(jié)束、割炬將要移出工件時(shí)，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(shí)，要選用大型號(hào)的割炬和割嘴，而且氣割時(shí)氧氣要供應(yīng)充足。開始切割時(shí)，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(shí)，逐漸開大切割氧氣并將嘴頭后傾；待工件邊緣全部切透時(shí)，加大切割氧氣流，并使嘴頭垂直于工件，同時(shí)割嘴沿割線向前移動(dòng)。切割更大厚度鋼板時(shí)前進(jìn)速度更慢，割嘴要作橫向月牙形擺動(dòng)（見(jiàn)圖10）。如果氧氣流進(jìn)入工件過(guò)我見(jiàn)圖11

16、(b)或火焰過(guò)如，上部起割后就移動(dòng)割炬，會(huì)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(guò)高或切割速度不合適，將會(huì)出現(xiàn)圖11(e)所示的現(xiàn)象。切割氧壓力過(guò)低或起割時(shí)割炬移動(dòng)速度過(guò)快，會(huì)出現(xiàn)圖11(f)所示的情況。這些不正確的起割方式都會(huì)導(dǎo)致切割失敗。大厚度碳鋼和低合金鋼的手工氣割工藝參數(shù)見(jiàn)表7和表8。表7 大厚度碳鋼和低合金鋼的手工氣割工藝參數(shù)板厚/mm氧氣壓力/kPa單位切割長(zhǎng)度的氣體耗量/L.m-1預(yù)熱氧切割氧氧氣乙炔3003504004505005506002943923924904905885881176117617401176

17、174014701764147017641764215617642156580080001120015500216002950038600300380460550650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-13054065086107118139141016111812193.745.64.327.364.938.445.618.446.359.536.359.537.3710.727.3710.727.3711.908.4411.902253331763721473521963331762842063521

18、7627420631417635219627428300425003680056600482007080056600850006520099100764001133008500012720096300141600107500156000113300169800注：對(duì)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）薄鋼板的氣割氣割厚度4mm以下的鋼板時(shí)，因鋼板較薄，氧化鐵渣不易吹掉，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(guò)去時(shí)，因割縫兩邊還處在熔融狀態(tài)，這時(shí)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(guò)大，且鋼板正面棱角也被熔化，

19、形成割開后又熔合在一起的現(xiàn)象。氣割薄板時(shí)，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(hào)割嘴。厚度36mm鋼板使用1號(hào)割嘴可以進(jìn)行正常氣割，主要問(wèn)題是工件因受熱變形而發(fā)生翹曲。如切割板條時(shí)，出現(xiàn)平面?zhèn)葟潱辉谇懈畎暹?、板?nèi)開孔和成形零件時(shí)，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(duì)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(shí)，可在切割過(guò)程

20、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所示為氣割薄板時(shí)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(guò)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?xì)鈶?yīng)采用乙炔（因火焰的熱擴(kuò)散性小），而不可用丙烷和石油氣。灑水冷卻法氣割薄板的工藝參數(shù)見(jiàn)表9。表9 灑水冷卻法氣割薄板的工藝參數(shù)板厚/mm割嘴號(hào)碼切割速度/mm.min-1切割氧壓力/kPa乙炔壓力/kPa割嘴高度/mm3.2065019619.684.5060019619.686.0055019619.68厚度在4mm以上的鋼板，

21、很容易進(jìn)行氣割，而且可以保證割縫質(zhì)量。但氣割厚度3mm以下薄板則有些困難，特別是切割技術(shù)不熟練時(shí)，一般切割質(zhì)量不理想。氣割較薄的鋼板時(shí)，薄板變形和翹曲更為嚴(yán)重，而且由于火焰的高溫，會(huì)使切口邊緣同時(shí)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(hào)射吸式割嘴用鋼絲堵塞23個(gè)預(yù)熱孔。薄鋼板機(jī)械切割時(shí)應(yīng)選用1號(hào)割嘴，手工切割時(shí)選用G01-30型割炬和小號(hào)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(guò)熱現(xiàn)象。預(yù)熱火焰要小，割嘴后傾角加大到30°40&#

22、176;，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(duì)，應(yīng)該及時(shí)修整或更換切割氧割嘴。另一種氣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(duì)于極薄板的切割加工也可采用疊板氣割工藝，或者用策束等離子弧切割乃至激光切割。3 多層疊板的氣割（1）疊板氣割的特點(diǎn)疊板氣割是把數(shù)張乃至數(shù)十張薄鋼板板疊成一摞進(jìn)行切割的一種高效氣割法，圖13所示為多層疊板氣割的示意。這種方法特別適用于厚度1.05.0mm薄鋼板的切割，這類薄板氣割時(shí)因熱變形很難獲得所需形狀和尺寸精度良好的零件。板厚

23、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，疊板氣割具有以下優(yōu)點(diǎn)： 減小切割時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。疊板總厚度100120mm時(shí)，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0.1mm時(shí)可獲得無(wú)粘渣的切割邊； 板與板之間的摩擦力限制了切割過(guò)程中的熱變形，割出的零件具有良好的尺寸精度； 氣體消耗量大大降低，顯著的節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本。實(shí)現(xiàn)疊板氣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(dòng)壓緊裝置。對(duì)比較

24、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(cuò)開，使端面疊成3°5°的傾角。疊板氣割可切割0.5mm以上的鋼板，總厚度不宜超過(guò)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。疊板氣割用的設(shè)備一般采用半自動(dòng)氣割機(jī)，零件外形復(fù)雜可使用移動(dòng)式仿形氣割機(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(dòng)化疊板切割設(shè)備。圖15所示為疊板光電跟蹤自動(dòng)氣割裝置。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）疊板氣割工藝要點(diǎn) 每張待切

25、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(guò)0.5mm）對(duì)切割質(zhì)量和切口下緣粘渣程度有很大影響。切割面粗糙度要求低于50m時(shí)，間隙應(yīng)控制在0.1mm以內(nèi)。 疊板總厚度較大時(shí)，為了便于起割，應(yīng)把上面的每張板邊稍伸出一些（見(jiàn)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(chǎng)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的氣-丙烷擴(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(shí)，割嘴的切割能力應(yīng)大于總厚度10；b&#

26、160; 疊板總厚度50mm時(shí)，割嘴的切割能力應(yīng)大于總厚度的8090（例如，總厚度為60mm，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(dòng)氣割裝置的切割工藝參數(shù)見(jiàn)表10。氧-乙炔半自動(dòng)疊板氣割的工藝參數(shù)見(jiàn)表11。表10 多層疊板光電跟蹤自動(dòng)氣割裝置的切割工藝參數(shù)疊板總厚度/mm割嘴種類切割氧丙烷壓力/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0.69220.0422550以下9×1199擴(kuò)散形0.69220.04225

27、50以下12×10120擴(kuò)散形0.69220.0420050以下表11 氧-乙炔半自動(dòng)疊板氣割的工藝參數(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乙炔壓力/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0.750.790.0290.0392509.8×20.60256×3重0.750.790.0290.0393808.17×20.15256×3重0.750.790.0290.0394108.17×20256×5重0.750.790.0290.0392

28、3016.34×20256×5無(wú)0.900.790.0290.03939016.34×20256×8重0.900.790.0290.03918019.60×20.4256×12輕0.900.790.0390.04916016.34×20.40.52514×2重0.650.790.0390.0494100.10.212.514×6輕1.450.790.0390.0492350.030.34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(wú)變化。3、被切割材料為Q235低碳鋼。生產(chǎn)

29、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。4 圓鋼和鋼管的氣割（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(shí)，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^(guò)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(shí)，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

30、地加熱到熔化狀態(tài)，切割過(guò)程容易開始。在圓鋼切割過(guò)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(gè)相對(duì)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(jiàn)表12。表12 連續(xù)氣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45353750.39591.20.0550.00460353200.49591.50.0950.0088032

31、2550.49591.50.1470.012100322250.49591.50.2150.015120321900.54691.70.2750.019140301750.59692.00.3100.025160301600.64792.00.3800.029180301500.64792.50.5700.035圓鋼連續(xù)氣割的高效性在于單根圓鋼氣割時(shí)因起割處外表面是圓弧，預(yù)熱時(shí)間占整個(gè)切割時(shí)間的4050。連續(xù)氣割時(shí)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(dòng)鋼管的氣割。不論哪一種管件的氣割，預(yù)熱時(shí)，火焰均應(yīng)垂直于鋼管的表面。待切透以后，將割嘴逐

32、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(shí)，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(shí)，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。切割圓形截面半成品時(shí)，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(guò)程容易開始。在圓鋼切割過(guò)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(gè)相對(duì)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

33、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(jiàn)表12。表12 連續(xù)氣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45353750.39591.20.0550.00460353200.49591.50.0950.00880322550.49591.50.1470.012100322250.49591.50.2150.015120321900.54691.70.2750.019140301750.59692.00.3100.025160301600.64792.00.

34、3800.029180301500.64792.50.5700.035圓鋼連續(xù)氣割的高效性在于單根圓鋼氣割時(shí)因起割處外表面是圓弧，預(yù)熱時(shí)間占整個(gè)切割時(shí)間的4050。連續(xù)氣割時(shí)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(dòng)鋼管的氣割。不論哪一種管件的氣割，預(yù)熱時(shí)，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(shí)，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(shí)，關(guān)閉切割氧，再將割炬移到管子的下部

35、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(dòng)方便； 當(dāng)氣割終了時(shí)，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(dòng)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(guò)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(shí)停止，將管子稍加轉(zhuǎn)動(dòng)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(duì)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(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，將割炬設(shè)在偏離圓管頂面一定距離處。切割時(shí)，切割氧流相

36、對(duì)切口前緣形成一個(gè)攻角，同時(shí)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(shí)角度取大一些。當(dāng)采用適當(dāng)?shù)臄U(kuò)散形割嘴氣割時(shí)，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?？焖贇飧罟に囋诼菪苌a(chǎn)線上用于管子害長(zhǎng)切割。為了縮短預(yù)熱時(shí)間，可采用起割處附加低碳鋼粒或短段鋼絲的辦法來(lái)加速起割。5 難切割

37、材料的氣割（1）不銹鋼的振動(dòng)氣割不銹鋼在氣割時(shí)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。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(guò)100mm時(shí)，用等離子弧切割方法已難以切割。對(duì)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(shí)，或沒(méi)有等離子弧切割條件時(shí)，可采用振動(dòng)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(dòng)切割法是采用普通割炬而使割嘴不斷擺動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)切割的方法。這

38、種方法雖然切口不夠光滑，但突出的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)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(dòng)切割的示意如圖19所示。不銹鋼振動(dòng)切割的工藝要點(diǎn)如下：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(shí)，先用火焰加熱工件邊緣，待其達(dá)到紅熱熔融狀態(tài)時(shí)，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(shí)割炬應(yīng)立即做一定幅度的前后、上下擺動(dòng)，便可進(jìn)行連續(xù)切割。割嘴擺動(dòng)的頻率為每分鐘80次左右，振幅為1015mm。利用火焰的高溫（3200）來(lái)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

39、、上下振動(dòng)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)合鋼板的氣割不銹復(fù)合鋼板的氣割不同于一般碳鋼的氣割。由于不銹鋼復(fù)合層的存在，給切割帶來(lái)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(lái)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(shí)，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(guò)的碳鋼的厚度，這對(duì)切割過(guò)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(shí)，采用半自動(dòng)自動(dòng)切割機(jī)分別送氧的氣

40、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：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(hào)嘴頭），嘴頭與工件距離56mm。（3）鑄鐵的振動(dòng)氣割鑄鐵材料的振動(dòng)氣割原理和工藝基本上與不銹鋼振動(dòng)切割相同。切割時(shí)，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(dòng)切割。每分鐘上下擺動(dòng)60次左右。鑄鐵厚度在100mm以上時(shí)，振幅為815mm。當(dāng)切割一段后，振動(dòng)次數(shù)可逐漸減少，甚至可以不用振動(dòng)，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(shí)，也

41、有采用沿切割方向前后擺動(dòng)或左右橫向擺動(dòng)的方法進(jìn)行振動(dòng)切割的，如采用橫向擺動(dòng)。根據(jù)工件厚度的不同，擺動(dòng)幅度可在810mm范圍內(nèi)變動(dòng)。（4）合金鋼的氣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(duì)鋼材的氣割性能有很大的影響。一些元素還使鋼材產(chǎn)生淬硬傾向，而氣割過(guò)程的熱循環(huán)特點(diǎn)是快速加熱并迅速冷卻，切割邊緣會(huì)出現(xiàn)淬硬組織，特別是在工件厚度大、環(huán)境溫度低的場(chǎng)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(shí)，鋼的碳當(dāng)量對(duì)氣割性能的影響見(jiàn)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(jiàn)表14。表13 鋼的碳當(dāng)量對(duì)氣割性能的影響碳當(dāng)量/氣割性能鋼號(hào)舉例< 0.6 無(wú)工藝上的限制，不需預(yù)熱即可氣割 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(shí)需加熱到15030Mn,35Mn,40Mn,30Mn2,15Cr,20Cr,15CrV,10CrV,15CrMn,10Mo,12CrNi3A,20CrNi