氣體切割原理及操作

1、氣體切割原理及操作1.1 氣體切割概要 像裁剪師一樣按照需要的尺寸裁剪出西服一樣， 鐵板加工作業(yè)中， 沒(méi)有切割是不行的，時(shí)必不可少的一道工序。在焊接作業(yè)前，焊接材料的切割，焊接孔的加工，結(jié)合部的加熱，以及氣爆作業(yè)， 都是必不可少的。切割不是機(jī)械類(lèi)的方式， 而是用熱能將金屬局部融化的一種方法。熱切割中，有氣體切割和電弧切割等方式， 氣體切割是用氧氣和金屬氧化反應(yīng)切斷金屬，電弧切割是利用電產(chǎn)生熱的切割方法 。1.2 原理和條件1）氣體切割的原理 一般的切割是利用氧氣的切割方法這是， 利用的火花是氧氣乙炔火花或者氧氣丙烷的火花，最近，氧氣丙烷廣泛的使用。氣體切割（氧氣切割）是利用鐵和氧氣的化學(xué)反應(yīng)的

2、一種切割方法?？梢钥吹礁邷乜扇嫉蔫F絲在氧氣中可以燃燒，同樣道理，需要切割的材料（ 鋼或者合金鋼）先預(yù)熱（850度-900度）高壓的氧氣點(diǎn)燃的話(huà)， 預(yù)熱部位可以燃燒，變成氧化鐵。這是氧化鐵熔點(diǎn)比母材要低，繼續(xù)使用高壓氧氣氣流傳播的話(huà)，那個(gè)位置的形成像碎屑，產(chǎn)生切割條件。一旦開(kāi)始切割，鋼的燃燒熱和預(yù)熱火花加熱可以產(chǎn)生連續(xù)性的切割。2）氣體切割條件一般而言，氣體切割順利的形成， 需要滿(mǎn)足下面的的條件： l 氧化反應(yīng)激烈，發(fā)生大量的熱l 母材中不易燃燒的成分少l 母材中燃燒，溫度比熔點(diǎn)溫度低（鐵的燃燒問(wèn)題1350度，熔點(diǎn)溫度1530度）l 氧化物或者爐渣可流通性好， 可以容易的從母材中脫離l 氧化物或

3、者爐渣的熔點(diǎn)溫度比母材熔點(diǎn)問(wèn)題低1.3 氣體切割的方法1） 切割影響的因素 氣體切割的好處和壞處是切割效率，切割面的外觀，切割面的精度等來(lái)判斷。切割影響主要的因素是，摩擦的大小和外觀，氧氣的壓力，切割速度， 母材的材質(zhì)和厚度，氧氣的純度，預(yù)熱火花的強(qiáng)度， 溫度， 距離和角度不同而不同2）合金原料的影響* 碳（C） ： 碳的含量低于 0.25%以下的鋼容易切割，以上的切割為了防止硬化或者裂紋需要預(yù)熱。 4%左右的含碳量是鑄鋼，粉末切割。* 硅 （SI） 碳酸硅的熔點(diǎn)是 1710度， 低的含硅量不影響切割， 但是含硅量高切割較為困難。* 錳 ： 氧化錳的熔點(diǎn)為1785度， 普通鋼中含有量沒(méi)有大問(wèn)題

4、， 但是達(dá)到14%的錳鋼和含碳量達(dá)到1.5%的高猛鋼，要預(yù)熱才能切割 。* 鉻 ：氧化鉻的熔點(diǎn)是2275度， 鉻的含量低于5%以下， 鋼的材料表面干凈，比較容易切割。（ 鉻的含量高于10%是高鉻鋼要粉末切割）* 鉬 ： （Mo）含量多切割困難* 鎢 ： 12%-14%的含量可以切割，20%以上切割困難* 銅 ： 2%左右切割沒(méi)有影響* 鋁 ： 10% 以上切割困難* 不銹鋼： 10%以上含鉻不符合3） 拖動(dòng)線(xiàn)條原因 ： 切割花下部礦渣的妨礙和氧氣的污染，氧氣的降速， 氧合作用低， 發(fā)生拖動(dòng)線(xiàn)條 阻力%= 阻力距離 （mm） /鐵板厚度（mm） *1004) 切割速度* 切割氧氣的壓力高的氧氣消

5、耗量多， 切割速度差不多按比率增長(zhǎng)，* 切割溫度越高，能高速切割* 摩擦現(xiàn)象 ：* 氧氣的純度 ： 切割作業(yè)用的氧氣純度為99.5%以上氧氣的純度低于99.5%的話(huà)， 切割作業(yè)效率集聚的的降低，比如說(shuō)氧氣的純度低1%的話(huà)， 切割的速度會(huì)降低25%，氧氣的消耗量增加25%5） 預(yù)熱的火焰1 ）白點(diǎn)情況用眼可以看到均勻的，沒(méi)有問(wèn)題， 通常發(fā)生的不良是有異物附著， 或者預(yù)熱發(fā)生變形。l 圓形，擴(kuò)散的火焰雖然不是直接影響切割的因素， 但是會(huì)使切割的效率降低?；鹧鎻澢佑|鐵板，回事加熱量減弱，圓形火焰走向變壞，對(duì)預(yù)熱量也會(huì)產(chǎn)生不好的影響。擴(kuò)散的火焰，火焰與鐵板不是垂直的， 加熱量變得弱。l 粗細(xì)， 長(zhǎng)度

6、， 顏色不同的火焰預(yù)熱的火焰圓周方向位置衰變，容易發(fā)生切割部分上面一側(cè)融化的現(xiàn)象。這樣是因?yàn)轭A(yù)熱火焰均勻，火具好2 ） 預(yù)熱火焰太猛l 切割面邊緣融化不漂亮l 后面粘較多礦渣l 火焰傾斜掉落3 ） 預(yù)熱火焰太弱l 切割速度減緩，容易切割停止l 阻力變大，后面不容易通過(guò)l 容易引起回火1.4 切割部位的各種性質(zhì) 1）切割變形的發(fā)生 切割中最大的問(wèn)題是切割發(fā)生變形 。這個(gè)是材料局部的加熱和他伴隨的收縮，塑性變形以及內(nèi)部應(yīng)力的發(fā)生?；蛘?，切割中材料變形噴嘴和切割線(xiàn)不一致，產(chǎn)生的變形更加嚴(yán)重。所以在切割中， 有必要按照切割的順序，或者材料固定，或者切割部位冷卻抵消收縮變形，防止變形發(fā)生。2）硬度分布和

7、成分組成 切割面是淬火的原因，硬度上漲，他的數(shù)值是依據(jù)碳的含有量，隨著碳的含有量增加而增加，在切割面上，各成分中碳， 鎳以及銅在切割周邊移動(dòng)，濃度大約在0.3%0.7%增加的趨勢(shì)，鉻和硅有一點(diǎn)減少，熱月是切割面硬度上升和防止這些成分有大的效果。3）切割的效率 切割的效率計(jì)算如下 ： N=Tm* v/V 這里 n 表示 ： 切割效率 v 表示： 切割速度 Tm 表示： 最大切割鐵板厚度 V 表示： 使用碳含量這其中切割最厚的鐵板，考慮噴嘴的出口， 氧氣的壓力56KGF/CM2 ，切割效率最好的氧氣壓力是45kgf/cm21.5 可視情況的識(shí)別方法 1 ） 寬屏氣流 原來(lái)氣流是，在園上靠近切割氧氣

8、孔噴出的氣流，不管在哪個(gè)截面上都能形成圓，但是切割氧氣氣流的截面有形成橢圓的情況。這樣的氣流作為寬屏氣流，下面說(shuō)的不包含擴(kuò)散的情況，如果向橢圓長(zhǎng)軸方向切割，切割性會(huì)大大的減少。這個(gè)原因， 如果是熟練的操作者直線(xiàn)切割的情況，會(huì)創(chuàng)造出和這個(gè)方法類(lèi)似的條件切割。但是，例如X方向的切割面好， 但是Y 方向的切割面不好，根據(jù)切割方向切割面的品質(zhì)有變化，可以看做是火具全部是不良品。和這個(gè)一樣，寬屏氣流的原因是切割氧氣孔的變形，火具的清掃問(wèn)題而發(fā)生的。2 ）擴(kuò)散氣流 擴(kuò)散氣流狀態(tài)， 一般是氣流不夠，類(lèi)似的情況用火具切割時(shí)，切割性能減少的原因，有不能切割的情況，通常使用的火具的氣流是集中的， 擴(kuò)散的氣流是由于

9、火具的末端或者切割氧氣有異物附著造成的。所以，要清理切割氧氣孔，就能全部正常。如果清掃不修理，切割氧氣球，或者切割氧氣孔變形。有問(wèn)題時(shí)要仔細(xì)查看火具的切割氧氣孔。 如果，用肉眼能看到缺陷， 一般不能修理，首先清理附著在氧氣孔上的爐灰，只是清掃的話(huà)不能矯正氣流，火具的前端沒(méi)有問(wèn)題時(shí)， 點(diǎn)火，切割氧氣的壓力慢慢調(diào)整看。這個(gè)過(guò)程中，正常的氣流調(diào)整后， 這是的壓力就是合適的壓力。例如，STRAIGHT 火具，切割的氧氣壓力是6KG/CM2 這個(gè)氣流正常的話(huà)，這個(gè)火具清掃等， 切割氧氣孔變寬，根據(jù)這個(gè)切割氧氣的壓力，能呈現(xiàn)好的切割面。3） 亂流亂流是STRAIGHT 火具的低的型號(hào)上發(fā)生的情況較多。同城

10、切割氧氣壓力低時(shí)發(fā)生，這個(gè)狀態(tài)切割的話(huà)， 大約會(huì)降低10%-30%的速度。這種情況，切割氧氣的壓力0.5KG/CM2 左右升高，可以得到好的切割性能。4） 過(guò)壓氣流過(guò)壓氣流出現(xiàn)時(shí)， 切割氧氣的壓力高。根據(jù)切割氧氣的壓力降低，能得到正常的氣流。低的程度， 氣流中圓形的， 沒(méi)有凹凸是最好的切割氧氣壓力。和以上一樣，可視氣流是種類(lèi)不好的一種狀態(tài)。可視氣流的長(zhǎng)度是小的情況，他大部分的原始是， 擴(kuò)散氣流的原因，好的火具也換的判斷時(shí)，只有可視氣流的長(zhǎng)度，是可以判斷出是好的火具還是壞的火具。l 以上4個(gè)種類(lèi)不能全部涵蓋， 可視氣流150MM 以上，好的火具可以實(shí)現(xiàn)。1.6 火花調(diào)整* 以下的方法是通用的方式

11、， 依照個(gè)人的習(xí)慣可以調(diào)整！1） 預(yù)熱火焰的調(diào)整一. 點(diǎn)火的順序 點(diǎn)火的方法分為初學(xué)者以及熟練者兩種 初學(xué)者的點(diǎn)火方式 噴槍栓塞關(guān)閉狀態(tài)，氧氣以及液化氣等壓力規(guī)定的壓力慢慢升上來(lái)，太多的升高的話(huà)噴槍稍微打開(kāi)降低壓力，這樣的情況噴槍栓塞再次關(guān)上。 首先， 可燃性的氣體的噴槍栓塞打開(kāi)1/4 ，規(guī)定的點(diǎn)火機(jī)器點(diǎn)火，這時(shí)火焰提高， 再快速進(jìn)入下面的操作 然后，將預(yù)熱氧氣的栓塞稍微打開(kāi) 隨意的調(diào)整可燃性氣體，進(jìn)行氧氣的順序調(diào)整 最后，打開(kāi)可燃性的氣體栓塞，將氧氣的栓塞調(diào)整為中性焰2. 熟練者的點(diǎn)火方式 將噴槍的栓塞關(guān)閉，氧氣或者天然氣的壓力調(diào)整到規(guī)定眼里值，太多的提高，可以稍微打開(kāi)噴槍的栓塞。這種情況將

12、噴槍的開(kāi)關(guān)再次關(guān)閉 氧氣開(kāi)關(guān)稍微打卡，釋放氧氣，氧氣的噴出量徒手大約10MM 處感覺(jué)的氣流。即便是熟練但是最好也在打開(kāi)狀態(tài)下進(jìn)行。 然后， 可燃性氣體開(kāi)關(guān)打開(kāi)1/4 ，用點(diǎn)火器調(diào)貨， 這時(shí)，氣體的開(kāi)關(guān)平常的量太少的話(huà)，可能會(huì)有回火的情況。 最后，打開(kāi)可燃性的氣體栓塞，將氧氣的栓塞調(diào)整為中性焰l . 滅火的順序 可燃性安全閥快速的關(guān)閉，高壓氧氣開(kāi)關(guān)一會(huì)后再關(guān)閉。自動(dòng)點(diǎn)火的情況一次點(diǎn)火調(diào)整好的開(kāi)關(guān)，在上游層是指好的停止開(kāi)關(guān)或者用電子開(kāi)關(guān)來(lái)控制氣體的開(kāi)關(guān)，達(dá)到滅火的目的2）火焰的調(diào)整1）放可燃性氣體時(shí)，點(diǎn)火和周?chē)諝饣旌先紵尸F(xiàn)紅色的火焰。這個(gè)火焰噴出的速度緩慢一定會(huì)向上面的方向上來(lái)。注意不要燒傷，

13、 長(zhǎng)時(shí)間使用， 火具以及噴槍受熱，接下來(lái)釋放氧氣的瞬間會(huì)回火， 需要快速的釋放。2)然后，少量的氧氣釋放的話(huà)， 在火具前端附近會(huì)有綠色的火焰出現(xiàn)3）在釋放一些氧氣，火具前端形成環(huán)形部分。環(huán)形部分是吹出的內(nèi)焰。內(nèi)焰沒(méi)有聚在一起，前端部分形成像毛刺一樣的形狀。這個(gè)狀態(tài)的火焰叫做碳化焰。4）更多的氧氣釋放的話(huà)， 內(nèi)焰的毛刺會(huì)消失，火具的預(yù)熱火焰出口形成比較明顯的圓形的亮度， 夾縫的狀態(tài)很干凈光順，這個(gè)狀態(tài)叫做中性焰，通常的切割，加熱，最少的狀態(tài)?；鹁咔岸诵纬傻牟糠纸凶霭c(diǎn)，白點(diǎn)的長(zhǎng)度與火具的樣式，各制作廠家的制作不同而不同， 但是切割一般的火具00-1號(hào)，白點(diǎn)的長(zhǎng)度是68mm. 23號(hào)的是79mm，

14、46號(hào)是810mm.5) 在中性焰的狀態(tài)下，釋放更多的氧氣，變得不耀眼，白點(diǎn)部分變成純白透明。這個(gè)狀態(tài)叫做外層焰。 這個(gè)狀態(tài)下加熱量加強(qiáng)，但是切割時(shí)容易在上面形成銹3） 切割氧氣的調(diào)整切割火具的調(diào)整， 噴槍入口壓力的調(diào)整，可視氣流的狀態(tài)形成正確的狀態(tài)沒(méi)有問(wèn)題。 一般切割氧氣的壓力慢慢的增加，如下圖片中出現(xiàn)的氣體形態(tài)，氣流的形態(tài)不好的話(huà)， 切割氧氣孔需要清理即便火具的清掃后， 指定的壓力工作還不正常的話(huà)， 火具有損傷或者氧氣的壓力不對(duì)都有可能。特別是，氧氣的壓力是軟管或者管子鏈接的，有壓力損失的情況，噴槍入口處的壓力值需要測(cè)量。這個(gè)方法不太容易實(shí)現(xiàn)， 需要考慮損失的壓力進(jìn)行調(diào)整提供。1.7 切割

15、結(jié)果的原因和對(duì)策方案 氣體切割的質(zhì)量 是按照WES-28制定。各切割面的品質(zhì)根據(jù)切割圖紙展現(xiàn)上面的光潔度， 平面度，礦渣的附著等。這個(gè)品質(zhì)不好的情況整理出原因和對(duì)策方案。1） 上面的銹l 預(yù)熱火焰太強(qiáng)發(fā)生l 切割材料溫度過(guò)高發(fā)生2 ） 對(duì)策l 預(yù)熱火焰太強(qiáng)的變現(xiàn)是氣體流量整體太多， 或者火焰的形態(tài)氧氣過(guò)多，可以重新調(diào)整壓力， 將火焰調(diào)整至中性火焰。 l 材料的溫度過(guò)高情況， 將氣體壓力調(diào)整至20%-40%，這種狀態(tài)下預(yù)熱氧氣釋放的話(huà)可以調(diào)整火焰。別的方法，在切割材料上撒水也可以。這樣狀態(tài)下，撒的水不要進(jìn)入到切割氧氣中。2 ） 切割面的波浪形狀 1）原因 * 切割氧氣的壓力調(diào)整沒(méi)有達(dá)到* 火具的

16、切割氧氣口有不純物質(zhì)* 切割速度太快* 火具高度太高*. 切割氧氣的純度低2） 對(duì)策* 切割氧氣的壓力確認(rèn)，火具制作商制定的氧氣壓力對(duì)照* 為了去除火具的缺陷，切割氧氣孔清掃* 切割速度和火具號(hào)碼，切割鐵板的厚度對(duì)應(yīng)起來(lái)，火具制作單位提供的切割速度， 各機(jī)械，設(shè)置條件，切割材質(zhì)等有最低狀態(tài)，依據(jù)這個(gè)，鋼材的表面狀態(tài)，火具高度等調(diào)整必要的速度。* 更換火具實(shí)驗(yàn)下，更換后問(wèn)題解決了，說(shuō)明是火具問(wèn)題， 特別是切割孔變形的情況更應(yīng)該考慮這方面的問(wèn)題。* 以上的處置也不能解決的話(huà)， 是切割氧氣純度問(wèn)題。3 ） 切割面粗糙 切割面粗糙是切割氧氣氣流和切割材料的原因1） 原因 l 切割氧氣壓力過(guò)高l 火具有

17、不純物l 切割速度太快l 使用火具號(hào)碼和切割材料厚度不一致l 火具高度和切割速度的關(guān)系不一致l 切割材料特殊2 ）對(duì)策基本上可以按照波浪形狀的問(wèn)題解決，特別是火具的號(hào)碼太大的情況， 對(duì)切割面粗糙度有很大的影響。號(hào)碼小的話(huà)， 切割速度低但是切割可以避免粗糙4） 爐渣的附著 1） 原因* 切割氧氣壓力過(guò)高* 火具有不純物* 切割速度過(guò)快* 火具高度和切割速度不一致* 切割材料的溫度過(guò)高* 切割氧氣的純度過(guò)低* 切割材料特殊對(duì)策 基本上按照出現(xiàn)波浪形態(tài)的方法確認(rèn)，切割材料的溫度上升的話(huà)，礦渣容易附著，切割材料溫度上升的話(huà)， 可以利用水冷的方式可以減少礦渣的附著。5 ） 容易產(chǎn)生凹槽，但切割面良好1）

18、 原因l 預(yù)熱火焰太弱l 切割材料表面狀態(tài)不好l 切割材料特殊2） 對(duì)策l 預(yù)熱火焰太弱，切割材料的表面狀態(tài)細(xì)小變化以及材料或者機(jī)械本身震動(dòng)，產(chǎn)生切割凹槽，這種情況是預(yù)熱氣體量太多。l 鍍鋅鐵板上附著鋅，妨礙切割， 是導(dǎo)致切割凹槽的發(fā)生原因，一般來(lái)說(shuō)，比指定壓力值高1.5倍，會(huì)增強(qiáng)預(yù)熱量。還有切割中，鋅蒸發(fā)火具狀態(tài)不好，需要經(jīng)常清掃火具。l 鐵板黑皮掉下來(lái)，有很多銹，預(yù)熱火焰加熱時(shí)，黑皮掉下來(lái)，切割凹槽的情況會(huì)發(fā)生，或者考慮到上面有銹，加熱火焰的強(qiáng)度也是切割的一種方法。6）火具點(diǎn)火狀態(tài)火焰不安全 1）原因 * 火具預(yù)熱孔變形* 預(yù)熱氣體的過(guò)大以及調(diào)整不良* 液體機(jī)器的震動(dòng)2 ） 對(duì)策l 火具前

19、端的變形需要更換l 預(yù)熱氣體量再調(diào)整l 這些都沒(méi)有問(wèn)題的話(huà)， 考慮逆止閥開(kāi)關(guān)流量計(jì)等液體通過(guò)的機(jī)械震動(dòng)。用手摸下逆止閥的開(kāi)關(guān)。這是手能感覺(jué)到震動(dòng)，內(nèi)部的開(kāi)關(guān)震動(dòng)。流量計(jì)用眼睛觀察浮筒，浮筒上下浮動(dòng)的話(huà)液體震動(dòng)，發(fā)生共振。這是可以先熄火，在點(diǎn)火確認(rèn)， 如果還是不能修理， 就需要更換設(shè)備。還有機(jī)械的震動(dòng)和液體一起共振，氣體流量或許發(fā)生變化，或者停止，以及氣體流量， 減少變化消失為止，可以用這樣的方法解決。7） 時(shí)間變化，火焰變化 1）原因 提供氣體的壓力變化3） 對(duì)策氣體壓力變化時(shí)，觀察點(diǎn)火狀態(tài)的燃料氣體，預(yù)熱氧氣的調(diào)整，壓力的調(diào)整， 有壓力變化時(shí)，管路， 儲(chǔ)存量不足，以及調(diào)整開(kāi)關(guān)有故障。先看管路和氣體容量，如果都確認(rèn)無(wú)問(wèn)題， 那就是壓力調(diào)整開(kāi)關(guān)有問(wèn)題。1.8 火具的修理方法上面說(shuō)過(guò)火具如果不好了， 能修理到正常狀態(tài)?；鹁呔S修是切割氧氣火焰的清掃和預(yù)熱火焰孔或者SLIT的清掃，可以增加火具的壽命、。1） 切割氧氣孔的清掃切割氧氣孔清掃時(shí)，用制作商配的清掃針，一般的是PIANO 56CM ，也有特殊制作的。車(chē)間經(jīng)常分開(kāi)