氣割的原理“衡水賽”一等獎

知識點(diǎn)：氣割的原理

剪切：利用剪刀或剪板機(jī)剪切沖切：利用外加沖擊力沖裁鋸切：利用手鋸或風(fēng)鋸鋸切銑切：用銑刀在銑床上銑切冷切割氣體火焰切割氣體放電切割激光切割熱切割切割類型氣割就是用氧-乙炔火焰產(chǎn)生的熱能對金屬進(jìn)行切割的過程。氣割所用的可燃?xì)怏w主要是乙炔、液化石油氣和氫氣?？扇?xì)怏w與氧氣的混合及切割氧的噴射是利用割炬來完成的，它比焊炬多一根氧氣導(dǎo)管。氣割的原理是利用可燃?xì)怏w與氧氣混合燃燒的火焰熱能將工件切割處預(yù)熱到一定溫度后，噴出高速切割氧流，使金屬劇烈氧化并放出熱量，利用切割氧流把熔化狀態(tài)的金屬氧化物吹掉，而實現(xiàn)切割的方法。金屬的氣割過程實質(zhì)是鐵在純氧中的燃燒過程，而不是熔化過程。氣割用的氧純度應(yīng)大于99%；可燃?xì)怏w一般用乙炔氣，也可用石油氣、天然氣或煤氣。用乙炔氣的切割效率最高，質(zhì)量較好，但成本較高。氣割設(shè)備主要是割炬和氣源。割炬是產(chǎn)生氣體火焰、傳遞和調(diào)節(jié)切割熱能的工具，其結(jié)構(gòu)影響氣割速度和質(zhì)量。氣割時，火焰在起割點(diǎn)將材料預(yù)熱到燃點(diǎn)，然后噴射氧氣流，使金屬材料劇烈氧化燃燒，生成的氧化物熔渣被氣流吹除，形成切口。采用快速割嘴可提高切割速度，使切口平直，表面光潔。手工操作的氣割割炬，用氧和可燃?xì)怏w的氣瓶或發(fā)生器作為氣源。半自動和自動氣割機(jī)還有割炬驅(qū)動機(jī)構(gòu)或坐標(biāo)驅(qū)動機(jī)構(gòu)、仿形切割機(jī)構(gòu)、光電跟蹤或數(shù)字控制系統(tǒng)，大批量下料用的自動氣割機(jī)可裝有多個割炬和計算機(jī)控制系統(tǒng)。氧氣氧氣是空氣的組分之一，氧氣比空氣重，能溶于水，但溶解度很小。在壓強(qiáng)為101kPa時，氧氣在約-180攝氏度時變?yōu)榈{(lán)色液體，在約-218攝氏度時變成雪花狀的淡藍(lán)色固體。氧氣的化學(xué)性質(zhì)比較活潑。除了稀有氣體、活性小的金屬元素如金、鉑、銀之外，大部分的元素都能與氧起反應(yīng)，這些反應(yīng)稱為氧化反應(yīng)，而經(jīng)過反應(yīng)產(chǎn)生的化合物稱為氧化物。幾乎所有的有機(jī)化合物，可在氧中劇烈燃生成二氧化碳與水?；瘜W(xué)上曾將物質(zhì)與氧氣發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)定義為氧化反應(yīng)。在氣割與氣焊中本身不燃燒，起助燃作用。氧氣的純度對氣焊與氣割的質(zhì)量、生產(chǎn)效率和氧氣本身的消耗有直接影響。氣割與氣焊對氧氣的要求是純度越高越好。注意事項不可使氧氣瓶瓶閥、氧氣減壓閥、焊炬、割矩氧氣膠管沾染上油脂。氧氣瓶在使用時，應(yīng)直立放置，安放穩(wěn)固，防止傾倒。氧氣瓶在開啟時，操作人員應(yīng)站在出氣口的側(cè)面，先擰開瓶閥吹掉出氣口內(nèi)的雜質(zhì)，再與氧氣減壓閥連接。開啟和關(guān)閉氧氣瓶閥時不能用力過猛。注意事項氧氣瓶內(nèi)的氧氣不能全部用完，至少要保留0.1-0.3MPa，以便于充氧時便于鑒別其體性質(zhì)及吹除瓶閥內(nèi)的雜質(zhì)，還可以防止使用中可燃?xì)怏w倒流或空氣進(jìn)入瓶內(nèi)。夏季露天操作時，氧氣瓶應(yīng)該放在陰涼處，避免陽光直射。冬天瓶閥結(jié)冰時用40度左右熱水融化結(jié)冰。乙炔俗稱電石，炔烴化合物，主要用于燒焊金屬。自燃點(diǎn)305℃。在空氣中爆炸極限2.3%-72.3%。在液態(tài)和固態(tài)下或在氣態(tài)和一定壓力下有猛烈爆炸的危險，受熱、震動、電火花等因素都可以引發(fā)爆炸，因此不能在加壓液化后貯存或運(yùn)輸。微溶于水，易溶于乙醇、苯、丙酮等有機(jī)溶劑。在15℃和1.5MPa時，乙炔在丙酮中的溶解度為237g/L，溶液是穩(wěn)定的。在裝滿石棉等多孔物質(zhì)的鋼瓶中，使多孔物質(zhì)吸收丙酮后將乙炔壓入，以便貯存和運(yùn)輸。為了與其它氣體區(qū)別，乙炔鋼瓶的顏色一般為白色，橡膠氣管一般為黑色，乙炔管道的螺紋一般為左旋螺紋。氣體比重0．91Kg/m3），

火焰溫度

3150℃，熱值12800（千卡/m3）在氧氣中燃燒速度7．5，純乙炔在空氣中燃燒2100度左右，在氧氣中燃燒可達(dá)3600°。

化學(xué)性質(zhì)很活潑，能起加成、氧化、聚合及金屬取代等反應(yīng)。注意事項乙炔與銅或者銀長期接觸后，就會生成乙炔銅或者乙炔銀，這些是一種爆炸性很強(qiáng)的化合物。它們只要劇烈震動或者加熱到110-120℃就會引起爆炸。凡是與乙炔接觸的器具設(shè)備禁止使用含銅超過70%的銅合金制造。乙炔瓶在放置時只能直立放置，不能橫放。否則會把瓶內(nèi)的丙酮流出，甚至?xí)ㄟ^減壓閥流入乙炔膠管和焊炬中，產(chǎn)生燃燒和爆炸。注意事項乙炔瓶應(yīng)該避免劇烈震動和撞擊，以免填料下沉形成空洞，影響乙炔的儲存量甚至造成乙炔瓶爆炸。乙炔瓶表面溫度不應(yīng)超過30-40℃，溫度過高會降低乙炔在丙酮中的溶解度，使瓶內(nèi)壓力急劇升高。工作時，乙炔的壓力不能超過0.15MPa，輸出流量不能超過1.5-2.5m3/h乙炔減壓閥與乙炔瓶連接必須可靠，嚴(yán)禁漏氣時使用。乙炔瓶內(nèi)的乙炔不能全部用完，當(dāng)高壓表讀數(shù)為零，低壓表讀數(shù)為0.01-0.03MPa時，應(yīng)立即關(guān)閉瓶閥。液化石油氣液化石油氣是一種易燃物質(zhì)，空氣中含量達(dá)到一定濃度范圍時，遇明火即爆炸。但是比乙炔要安全得多。引燃溫度(℃)：426～537℃比乙炔安全，焊接質(zhì)量容易保證，割口光潔，不滲碳，質(zhì)量好。在切割多層疊板時，切割速度比使用乙炔快20％～30％。液化石油氣體燃燒的火焰除越來越廣泛地應(yīng)用于鋼材的切割外，還用于焊接有色金屬。國外還有采用乙炔與液化石油氣體混合，作為焊接氣源。液化石油氣液化石油氣的火焰溫度比乙炔溫度低，在氧氣中燃燒的溫度為2800-2850℃；液化石油氣在氧氣中的燃燒速度低，是乙炔的三分之一，其完全燃燒所需氧氣比乙炔所需氧氣量大。氣割金屬材料條件在純氧中能劇烈燃燒，被切割材料的燃點(diǎn)要比它的熔點(diǎn)低，如果燃點(diǎn)高于熔點(diǎn),那么在它被點(diǎn)燃前就會熔化，熔化的部分會被吹走，從而使得金屬無法達(dá)到燃點(diǎn)，也就不能進(jìn)行切割。熔渣具有良好的流動性，易被氣流吹除，燃燒產(chǎn)生的氧化物要被高壓氧氣流吹走，所以這些氧化物要呈液態(tài)且流動性好，而不銹鋼不能滿足這個條件，它的氧化物熔點(diǎn)高于它本身的熔點(diǎn)，產(chǎn)生后是呈固態(tài)的,并且覆蓋在切口表面,無法吹走，使得切割進(jìn)行不下去。導(dǎo)熱性小。在切割過程中氧化反應(yīng)能產(chǎn)生足夠的熱量，使切割部位的預(yù)熱速度超過材料的導(dǎo)熱速度，以保持切口前方的溫度始終高于燃點(diǎn),切割才不致中斷。因此,氣割一般只用于低碳鋼、低合金鋼和鈦及鈦合金。氣割金屬材料條件在純氧中能劇烈燃燒，被切割材料的燃點(diǎn)要比它的熔點(diǎn)低，如果燃點(diǎn)高于熔點(diǎn),那么在它被點(diǎn)燃前就會熔化，熔化的部分會被吹走，從而使得金屬無法達(dá)到燃點(diǎn)，也就不能進(jìn)行切割。熔渣具有良好的流動性，易被氣流吹除，燃燒產(chǎn)生的氧化物要被高壓氧氣流吹走，所以這些氧化物要呈液態(tài)且流動性好，而不銹鋼不能滿足這個條件，它的氧化物熔點(diǎn)高于它本身的熔點(diǎn)，產(chǎn)生后是呈固態(tài)的,并且覆蓋在切口表面,無法吹走，使得切割進(jìn)行不下去。導(dǎo)熱性小。在切割過程中氧化反應(yīng)能產(chǎn)生足夠的熱量，使切割部位的預(yù)熱速度超過材料的導(dǎo)熱速度，以保持切口前方的溫度始終高于燃點(diǎn),切割才不致中斷。因此,氣割一般只用于低碳鋼、低合金鋼和鈦及鈦合金。鑄鐵含碳量在0.7