(工艺技术)火焰气割工艺

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火焰切割工艺

火焰切割工艺

数控火焰切割工艺气割精度是指被切割完的工作几何尺寸与其图纸尺寸对比的误差关系,切割质量是指工件切割断面的表面粗糙度、切口上边缘的熔化塌边程度、切口下边缘是否有挂渣和割缝宽度的均匀性等。

一、气割前的准备工作被切割金属的表面,应仔细地清除铁锈、尘垢或油污。

被切割件应垫平,以便于散放热量和排除熔渣。

决不能放在水泥地上切割,因为水泥地面遇高温后会崩裂。

切割前的具体要求如下。

①检查工作场地是否符合安全要求,割炬、氧气瓶、乙炔瓶(或乙炔发生器及回火防止器)、橡胶管、压力表等是否正常,将气割设备按操作规程连接好。

②切割前,首先将工件垫平,工件下面留出一定的间隙,以利于氧化铁渣的吹除。

切割时,为了防止操作者被飞溅的氧化铁渣烧伤,必要时可加挡板遮挡。

③将氧气调节到所需的压力。

对于射吸式割炬,应检查割炬是否有射吸能力。

检查的方法是:首先拔下乙炔进气软管并弯折起来,再打开乙炔阀门和预热氧阀门。

这时,将手指放在割炬的乙炔过气管接头上,如果手指感到有抽力并能吸附在乙炔进气管接头上,说明割炬有射吸能力,可以使用;反之,说明割炬不正常,不能使用,应检查修理。

④检查风线,方法是点燃火焰并将预热火焰调整适当。

然后打开切割氧气阀门,观察切割氧流(即风线)的形状,风线应为笔直、清晰的圆柱体并有适当的长度。

这样才能使工件切口表面光滑干净,宽窄一致。

如果风线不规则,应关闭所有的阀门,用通针或其他工具修整割嘴的内表面,使之光滑。

预热火焰的功率应根据板材厚度不同加以调整,火焰性质应采用中性焰。

二、钢板表面预处理钢板从钢铁厂经过一系列的中间环节到达切割车间,在这段时间里,钢板表面难免产生一层氧化皮。

再者,钢板在轧制过程中也产生一层氧化皮附着在钢板表面。

这些氧化皮熔点高,不容易燃烧和熔化,增加了预热时间,降低了切割速度;同时经过加热,氧化皮四处飞溅,极易对割嘴造成堵塞,降低了割嘴的使用寿命。

所以,在切割前,很有必要对钢板表面进行除锈预处理。

常用的方法是抛丸除锈,之后喷漆防锈。

火焰切割技术参数

火焰切割技术参数

火焰切割技术参数1.气源选择和压力要求:火焰切割所使用的气源主要是氧气和燃料气(如乙炔、丙烷等)。

氧气用于与燃料气进行燃烧,产生高温火焰。

在使用火焰切割技术时,氧气压力一般为0.5-1.0MPa,燃料气压力根据具体需求来确定。

2.火焰温度:火焰切割是利用火焰的高温来熔化金属进行切割的,因此火焰温度是一个重要的参数。

一般来说,火焰温度可以达到3000℃以上,足以将大部分金属材料进行熔化切割。

3.切割速度:切割速度是指单位时间内切割的长度。

切割速度一般根据材料的厚度和切割质量要求来确定。

一般来说,切割速度较快可以提高生产效率,但对于切割质量要求较高的工件,需要适当降低切割速度以确保切割质量。

4.切割质量和精度:切割质量和精度是衡量火焰切割技术优劣的重要指标。

切割质量主要包括切割面光洁度、垂直度、切口宽度和切口变形等。

切割精度主要包括切割尺寸的偏差和平行度的控制。

要获得较高的切割质量和精度,需要合理调整切割参数和选用合适的切割设备。

5. 切割厚度:火焰切割技术适用于切割较厚的金属板材。

一般来说,在氧燃气切割下,钢板的切割厚度可以达到150mm以上,铸铁等材料的切割厚度也可以达到一定程度。

6.能耗和环境影响:火焰切割技术的能耗主要涉及到氧气和燃料气的消耗。

同时,火焰切割过程中会产生大量的热量和废气,对环境造成一定的影响。

因此,在使用火焰切割技术时,需要注意节约能源和减少环境污染。

总之,火焰切割技术作为一种常用的金属切割方法,具有一系列的技术参数。

使用者需要根据实际需要和工件材料的要求来选择合适的切割参数,以保证切割质量和效率的最佳匹配。

同时,还需要注意安全操作,避免发生事故。

火焰切割

火焰切割
在当今的工业领域中,焊接结构件在各行各业中得到了广泛地运用。板材切割是焊接成品加工过程中的首要 步骤,也是保证焊接质量的重要工序,利用先进的现代切割技术,不但可以保证产品的焊接质量,提高劳动生产 率,同时也使得企业产品的制造成本大幅度下降,缩短了产品生产周期。随着新产品、新工艺、新技术的广泛运 用,智能化精密切割也将成为切割行业今后发展的趋势。
切割气体
火焰切割气体常用的有乙炔、丙烷、液化气、焦炉煤气、天然气等,从污染性、耗能量、成本比等各方面综 合考虑的话,天然气是目前最适合用于切割的气体。但天然气也有其局限性,就是火焰温度不高,这就造成了切 割效率不如乙炔。为了弥补这一缺憾一般用天然气切割的厂家都是选择在天然气中加入增效剂,以提高火焰温度, 改善切割效率。如包钢、中铁山桥集团用的是加入了神麒增益剂的增效天然气,包钢生产的中厚板因为平整度高 中标了文昌卫星中心项目,而中铁山桥用增效天然气是为珠港澳大桥的建设做准备,由此,增效天然气的效果很 显著。
火焰切割
钢板粗加工方式
01 介绍
03 切割气体
目录
02 分类 04 工具
05 发展趋势
07 影响因素
目录
06 流程
火焰切割(Flame Cutting)是钢板粗加工的一种常用方式。火焰切割即气切割,传统的是使用乙炔气切割, 后来用丙烷,现在出现了天然气切割,并且由于天然气储量丰富、价格便宜、无污染等特性,已经成为火焰切割 的首选。天然气火焰切割一般会加入天然气添加剂,生成新型火焰切割气,用该气进行火焰切割可使切割效果更 好,提高了切割效率,降低了切割成本。
流程
1.检查工作场地是否符合安全要求,割炬、氧气瓶、乙炔瓶(或乙炔发生器及回火防止器)橡胶管、压力表等 是否正常,将气割设备按操作规程连接好。

火焰气割工艺与实训二

火焰气割工艺与实训二

教案样例十三教学章节9.2火焰气割工艺与实训(二)讲课课时2课时教学目标1.了解气割关键工艺参数及选择2.掌握气割操作知识及长短直线、弧线、直线与直线和直线与弧线相交切割操作。

教学关键1.气割操作知识2.长短直线、弧线、直线与直线和直线与弧线相交切割操作关键点。

教学难点 1.怎样灵活利用火焰能率大小及切割速度等, 确保割口质量。

学情分析学生已接触过气割火焰和气焊操作, 接收起来应比较轻易。

教具电化教学设备、气割设备及工具教学方法讲授法, 多媒体课件; 操作演示法。

教学过程时间分配组织教学复习旧课讲授新课巩固新课部署作业2分钟3分钟80分钟3分钟2分钟导入复习上次课内容, 分析处理课后习题。

用火焰气焊工艺与火焰气割联络与不一样引入新课题。

新课二、气割关键工艺参数及选择1.割炬型号和切割氧压力: 被割件越厚, 割炬型号、割嘴号码、氧气压力均应增大。

其关系用教材表9-1讲解。

2.切割速度: 切割速度与工件厚度和割嘴形状相关。

(1)工件越厚, 切割速度越慢;(2)正确切割速度, 关键依据切口后拖量来判定。

1)后拖量, 是指在氧气切割过程中, 在同一条割纹上, 沿切割方向两点间最大距离。

2)切割时, 后拖量是不可避免。

适宜切割速度, 应以使切口产生后拖量比较小为标准。

3.预热火焰性质: 采取中性焰或轻微氧化焰。

4.火焰能率: 关键与工件厚度相关, 通常工件越厚, 火焰能率应越大。

但因注意, 气割时应预防火焰能率过大或过小情况发生。

5.割炬倾角: 关键依据工件厚度来确定。

6.割嘴距工件表面距离: 依据预热火焰长度和工件厚度决定。

通常焰芯距工件3~5mm。

三、气割操作知识1.准备工作(1)工作场地检验1)气割前应认真检验工作场地是否符合安全生产要求。

2)检验设备和工具工作状态是否正常。

3)按操作规程将气割设备连接好, 调整规范参数。

(2)工件清理: 用机械或化学方法, 清理割件表面污垢、油漆以及铁锈等污物。

(3)割件放置1)工件与水泥地之间放入薄钢板。

气体火焰切割工艺及参数

气体火焰切割工艺及参数

气体火焰切割工艺及参数影响气割过程的主要参数影响气体火焰切割过程(包括切割速度和质量)的主要工艺因素有:①切割氧的纯度;②切割氧的流量、压力及氧流形状;③切割氧流的流速、动量和攻角;④预热火焰的功率;⑤被切割金属的成分、性能、表面状态及初始温度;⑥其他工艺因素。

其中切割氧流起着主导作用。

切割氧流既要使金属燃烧,又要把燃烧生成的氧化物从切口中吹掉。

因此,切割氧的纯度、流量、流速和氧流形状对气割质量和切割速度有重要的影响。

⑴切割氧的纯度氧气的纯度是影响气割过程和质量的重要因素。

氧气纯度差,不但切割速度大为降低、切割面粗糙、切口下缘沾渣,而且氧气消耗量的增加。

氧气纯度从99.5%降到98%,即下降1.5%,切割速度下降25%,而耗氧量增加50%。

一般认为,氧气纯度低于95%,就不能气割,要获得无粘渣的气割切口,氧气纯度需达到99.6%。

⑵切割氧流量切割厚度12mm钢板时氧气流量对切割速度的影响如图1所示。

由图可见,随着氧流量的增加,切割速度逐渐增大,切割速度提高,但超过某个界限值反而降低。

因此,对某一钢板厚度存在一个最佳氧流量值,此时不但切割质量最高,而且切割质量最好。

⑶切割氧压力随着切割氧压力的提高,氧流量相应增加,因此能够切割板厚度随之增大。

但压力增加到一定值,可切割的厚度也达到最大值,再增大压力,可切割的厚度反而减小。

切割氧压力对切割速度的影响大致相同。

如图2所示。

由图2可见,用普通割嘴气割时,在压力较低的情况下,随着压力增加,切割速度也提高,但当压力超过0.3MP以后,切割速度反而下降;再继续加大压力,不但切割速度降低,而且切口加宽,切口断面粗糙。

用扩散形割嘴气割时,如果切割氧压力符合割嘴的设计压力,则压力增大时,由于切割氧流的流速和动量增大,所以切割速度比用普通割嘴时也有所增加。

气割工艺参数气割的工艺参数包括预热火焰功率、氧气压力、切割速度、割嘴到工件的距离以及切割倾角等。

⑴预热火焰的选择预热火焰是影响气割质量的重要工艺参数。

气割的使用方法及气割步骤

气割的使用方法及气割步骤

气割的使用方法及气割步骤气割的使用方法及气割步骤一、介绍气割是一种利用氧和可燃气体(如乙炔)的化学反应产生的高温火焰进行切割或焊接金属的工艺。

它广泛应用于金属加工、建筑和修理等领域。

本文将详细介绍气割的使用方法及气割的步骤。

二、气割的使用方法1.准备工作a.检查氧气和可燃气体的气瓶,确保气瓶有足够的剩余压力。

b.配备好合适的喷嘴,根据需要选择合适的割嘴尺寸。

2.设定火焰a.打开氧气瓶,调节氧气流量表,使氧气的流量适中。

b.打开可燃气体瓶,调节可燃气体流量表,使可燃气体的流量适中。

c.使用打火机点燃气焰,调节氧气和可燃气体的比例,使火焰达到适当的温度和气流速度。

3.切割金属a.将割嘴对准需要切割的金属表面,使割嘴与金属之间保持约5-15mm的距离。

b.同时打开氧气和可燃气体的阀门,将火焰对准金属,并保持适当的角度。

c.沿着需要切割的线路移动割嘴,并逐渐下降,直到金属被切割开。

4.焊接金属a.将待焊接的金属表面清洁干净,确保没有油脂或污垢。

b.将焊条放在需要焊接的接缝处,并用割嘴将焊条烧化,形成焊缝。

c.调整火焰使其适合焊接,将火焰对准焊缝,并逐渐移动焊枪,将焊条熔化填充在接缝中。

三、附件本文档涉及附件如下:1.气割设备的相关说明书,包括气瓶使用和安全操作注意事项。

2.气割割嘴选型表,提供不同割嘴规格和使用范围的详细信息。

四、法律名词及注释1.气割设备:指用于气割工艺的相关器材,如氧气瓶、可燃气体瓶和割嘴等。

2.火焰温度:指气割火焰所达到的最高温度,一般在3000℃以上。

3.焊缝:指焊接过程中形成的金属连接部分。

焊接工艺第二章气焊与气割_OK


爆炸极限(%) 在氧气的
气体
温度
可燃气体 ----------------------------------- 燃烧速度
(J/L) (℃) (℃) 的体积比 与空气
与氧气 (m/s)
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2021/8/27
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二 气焊接头的种类及坡口形式
1.气焊接头的种类 常用的气焊接头形式有卷边接头、对接接头及角接接头等几种。
2.气焊焊缝坡口的基本形式与尺寸 参照国家标准GB/T985-1988,根据板厚查处装配间隙。
三 气焊焊接参数
包括焊丝的牌号、直径,熔剂,火焰性质与火焰能率,焊嘴的倾角,焊接方 向和焊接速度等。
乙炔 52754 3087 335
1.15
2.2~81 2.8~93
7.5
丙烷 99227 2526 481
3.5
2.3~9.5
2.0
丙烯 93868 2900 500
3.5
2.0~11
2.0
甲烷 33494 2538
1.5
4.8~14 5.0~59.2
氢 10048 2160
0.3~0.4 3.3~81.5 4.65~93.9
5.橡皮管
氧气橡皮管应为黑色,内径8mm,乙炔橡皮管应为红色,内径10mm,连接焊
炬或割炬的橡皮管不能短于5m一般在10~15m为宜,太长会增加气体流动的阻
力2。021/8/27
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6.回火保险器

火焰切割工艺流程

1.适用范围本工艺适用于用手工气割的各种不同厚度的低碳钢和普通低合金钢。

2.目的规范指导钢铁件的手工气割。

3.设备及工具乙炔、氧气、割枪、护目镜、通针、划笔、钢板尺、卷尺及进行正常气割工作不可缺少的工具等。

4.工艺准备4.1 气割前应把割件垫高,使割件下面留出一定间隙;4.2 根据工件厚度及所需切割的形状选好割枪、割嘴及专用工具,并将线划好;4.3 打开氧气瓶阀,将氧气调节到切割所需压力,并将火焰点燃,调节火焰成份(一般采用中性焰),然后打开高压氧气阀门,检查风线是否为笔直而清晰的圆柱体;4.4 清除割件表面油污、铁锈及泥土等;4.5 气割规范按表1。

表1 各种厚度钢板气割规范5.工艺过程5.1 气割开始时,首先应用预热火焰将割件边缘(线外5~10毫米处)打孔,割件出现灼红时,打开气割氧气阀门,使预热灼点在氧气流中吹掉,这时应大开切割氧阀门,移动割枪按线切割;5.2 气割速度要均匀适当,割嘴到钢板距离要稳定,一般为8~15毫米;5.3 气割过程中,必须要移动身体位置时,应先关闭切割氧阀门,然后再移动身体位置;如果割件较薄,应同时将割枪火焰迅速离开割件表面。

再继续切割时,嘴头对准割缝重新预热,然后继续切割;5.4 在切割途中,若割枪出现鸣爆回火时,应先关闭乙炔气阀门,然后立即关闭切割氧气阀门和预热火焰氧气阀门。

切割技术熟练时,可先关闭预热氧气阀门,然后迅速关闭乙炔阀门使回火熄灭,清理割枪后继续切割;5.5 切割到终点时,应迅速关闭切割氧阀门,并将割枪抬起,再关闭乙炔阀门,最后关闭预热氧气阀门;5.6 气割工作全部结束时,应将氧气减压器螺丝旋松,并关闭氧气瓶阀;5.7 清除部件割缝割渣,按质量标准检查。

6.气割要求6.1 薄钢件的切割(6毫米以下);6.1.1 预热火焰要小;6.1.2 割嘴应向切割反方向与割件倾斜30°~40°,如图1;6.1.3 割嘴与工件距离应为10~15毫米;6.1.4 切割速度要尽可能快。

气割技术


切割时燃气的燃烧和金属的氧化,需要采用合适的烟尘 控制装置和通风装置。 切割材料受到限制,如铜、铝、不锈钢、铸铁等不能 用氧-乙炔焰切割。 气割的应用
广泛用于钢板下料,开焊接坡口 铸件浇冒口的切割切割厚度可达300mm以上 主要用于各种碳钢和低合金钢的切割 淬火倾向大的高碳钢和低合金钢的切割时,为避免切口 淬硬或产生裂纹,应采取适当加大预热火焰能率和放慢 切割速度,甚至对钢材进行预热等措施。
②气割工艺参数的合理选用。 ③回火现象 难点: 气割的原理、特点及工艺参数的选择。形成回火的原因。
一、气割原理及过程
气割原理 气割是利用气体火焰的热量,将割件待切割处附近预热到一定 温度后,喷出高速氧气流使其燃烧,以实现金属气割的方法。 氧气切割的过程 气割开始时,用预热火焰将起割处的金属预热到燃烧温度. 向被加热到燃点的金属喷 射切割氧,使金属剧烈的燃烧. 金属燃烧氧化后,生成的熔 渣被切割氧吹除. 因此氧气切割过程是:预热 → 燃烧→ 吹渣.其实质是 铁在纯氧中的燃烧过程,而 不是熔化过程
气割
气 割 型 材
引言
切割
工程材料的分离方法
切 割
冷 切 割
剪切、锯切、铣切
气体火焰切割 气体放电切割 激光切割
热 切 割
气割
目的与要求: ①掌握气割的原理、特点及应用。 ② 了解气割设备及工具 ③掌握氧气切割应具备的条件。 ④气割工艺参数的合理选用。
⑤掌握形成 回火的根本原因。
重点: ①气割的原理、特点及应用。
五、气割工艺参数
主要包括气割氧的压力、切割速度、预热火焰的能率、割嘴 与割件的倾斜角度、割嘴离割件的距离。 气割氧的压力 与割件厚度、割嘴型号、氧气纯度有关。 切割薄件时,宜选用小的割嘴号码和氧气压力。 氧气的纯度对切割速度、气体消耗量及切口质量有很大 影响。氧气的纯度低,金属氧化缓慢,使气割时间增加, 而且气割单位长割件的氧气消耗量也增加。

气割操作规程

气割操作规程引言概述:气割是一种常用的金属切割工艺,通过将氧气和燃气混合后点燃,产生高温火焰来切割金属。

为了确保气割操作的安全和效果,制定了一系列的操作规程。

本文将详细介绍气割操作规程的五个部分。

一、操作前准备1.1 检查设备:检查气割设备的氧气瓶、燃气瓶、调压器、切割枪等是否完好无损,是否有泄漏现象。

1.2 清理工作区域:清理工作区域的杂物和易燃物,确保操作区域干净整洁,防止火灾和意外事故的发生。

1.3 穿戴个人防护装备:穿戴防火服、防护手套、护目镜等个人防护装备,确保操作人员的安全。

二、气割操作步骤2.1 点燃气割火焰:打开氧气瓶和燃气瓶的阀门,调节氧气和燃气的流量,使用打火机点燃火焰。

2.2 调节火焰:根据切割金属的厚度和形状,调节氧气和燃气的流量,使火焰稳定且适合切割。

2.3 进行切割:将切割枪对准要切割的位置,保持适当的角度和距离,开始进行切割。

三、安全注意事项3.1 防止火灾:切割过程中,要注意周围是否有易燃物,必要时要用防火垫将易燃物遮盖起来,防止火花引发火灾。

3.2 避免爆炸:切割金属时,要注意是否有易爆物质存在,必要时要将易爆物质移开,避免引发爆炸事故。

3.3 防止气体泄漏:使用气割设备时,要定期检查氧气瓶和燃气瓶的阀门是否紧闭,防止气体泄漏。

四、操作技巧4.1 切割速度控制:切割金属时,要控制切割速度,避免过快或过慢导致切割质量下降。

4.2 刀头角度调整:根据切割金属的不同形状和厚度,调整刀头的角度,以保证切割质量。

4.3 切割方向选择:根据金属的纹理和切割要求,选择合适的切割方向,以提高切割效果。

五、操作后清理5.1 关闭设备:切割结束后,先关闭燃气瓶的阀门,再关闭氧气瓶的阀门,确保设备安全。

5.2 清理工作区域:清理切割过程中产生的金属屑和废料,保持工作区域的整洁。

5.3 存储设备:将氧气瓶和燃气瓶妥善存放在通风干燥的地方,防止气体泄漏和损坏。

总结:气割操作规程是确保气割操作安全和效果的重要指导,操作前的准备工作、操作步骤、安全注意事项、操作技巧和操作后的清理都是关键环节。

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火焰切割工艺标签:切割割嘴钢板氧气乙炔分类:乐业益友2009-02-05 21:45氧气切割厚度大于50mm的厚钢板一般采用火焰切割,也叫氧气切割。

一、火焰切割工艺:(1)根据切割钢板的厚度安装适当孔径的割嘴;(2)将氧气和燃气压力调至规定值;(3)用切割点火器点燃预热焰,接着慢慢打开预热氧气阀,调节火焰白心长度,使火焰成中性焰,预热起割点;(4)在切割起点上只用预热焰加热,割嘴垂直于钢板表面,火焰白心尖端距钢板表面1.5~2.5mm;(5)当起点达到燃烧温度(辉红色)时,打开切割氧气阀,瞬间就可进行切割;(6)在确认已割至钢板下表面后,就沿着切割线以适当的速度移动割嘴继续往前切割;(7)切割终了时,先关闭切割氧气阀,再关闭预热焰的氧气阀。

二、定尺切割定尺方式有碰球定尺和非在线定尺切割:(1) 碰球定尺即切割机定尺脉冲信号由定尺碰球发出,但由于钢坯表面的氧化皮的导电率差,尽管碰到了碰球,但不一定接触良好,为防止误切,系统利用拉矫机速度信号进行积分运算来计算坯长,并与定尺信号进行比较,确保定尺信号的准确性。

(2) 非在线定尺切割利用专门的非在线式铸坯长度测量装置,根据热坯热辐射的原理,通过探头锁定铸坯在导轨内的区域,当铸坯进入区域并占满整个区域后发出定尺信号,然后再给出剪切命令。

三、氧气切割的基本原理:氧气切割是利用气体火焰的热能将工件切割处预热到燃点后,喷出高速切割氧流,使金属燃烧并放出热量而实现切割的方法。

四、氧气切割过程:⑴预热气割开始时,利用气体火焰(氧乙炔焰或氧丙烷焰)将工件待切割处预热到该种金属材料的燃烧温度——燃点(对于碳钢约为1100~1150℃)。

⑵燃烧喷出高速切割氧流,使已达燃点的金属在氧流中激烈燃烧,生成氧化物。

⑶吹渣金属燃烧生成的氧化物被氧流吹掉,形成切口,使金属分离,完成切割过程。

五、氧气切割的三条件:金属材料要进行氧气切割应满足以下三个条件:1)金属燃烧生成氧化物的熔点应低于金属熔点,且流动性要好。

2)金属的燃点应比熔点低。

3)金属在氧流中燃烧时能放出大量的热量,且金属本身的导热性要低。

符合上述气割条件的金属有纯铁、低碳钢、中碳钢、低合金钢以及钛。

其它常用的金属材料如铸铁、不锈钢、铝和铜等由于不满足此三条件,所以不能应用氧气切割,这些材料目前常用的切割方法是等离子弧切割。

六、氧气切割精度与切割质量:气割精度是指被切割完的工作几何尺寸与其图纸尺寸对比的误差关系,切割质量是指工件切割断面的表面粗糙度、切口上边缘的熔化塌边程度、切口下边缘是否有挂渣和割缝宽度的均匀性等。

七、影响钢板火焰切割质量的三个基本要素(气体、切割速度、割嘴高度)1.气体(1)氧气氧气是可燃气体燃烧时所必须的,以便为达到钢材的点燃温度提供所需的能量;另外,氧气是钢材被预热达到燃点后进行燃烧所必须的。

切割钢材所用氧气必须要有较高的纯度,一般要求在99.5%以上,一些先进国家的工业标准要求氧气纯度在99.7%以上。

氧气纯度每降低0.5%,钢板的切割速度就要降低10%左右。

如果氧气纯度降低0.8%-1%,不仅切割速度下降15%-20%,同时,割缝也随之变宽,切口下端挂渣多并且清理困难,切割断面质量亦明显劣变,气体消耗量也随着增加。

显然,这就降低了生产效率和切割质量,生产成本也就明显地增加了(见图9-1)。

图9-1 在相同的氧气压力下,氧气纯度对切割时间和氧气消耗量的影响。

采用液氧切割,虽然一次性投资大,但从长远看,其综合经济指标比想象的要好得多。

气体压力的稳定性对工件的切割质量也是至关重要的。

波动的氧气压力将使切割断面质量明显劣变。

气压压力是根据所使用的割嘴类型、切割的钢板厚度而调整的。

切割时如果采用了超出规定数值的氧气压力,并不能提高切割速度,反而使切割断面质量下降,挂渣难清,增加了切割后的加工时间和费用。

表9-1是国内常用的上海气焊机厂生产的GK1系列快速割嘴(即采用拉伐尔喷管结构的割嘴)的使用参数(厂家可能随时对参数进行修改,应以割嘴所附说明书为准,此表仅供参考)。

表9-1 GK1割嘴性能参数表(2)可燃性气体火焰切割中,常用的可燃性气体有乙炔、煤气、天然气、丙烷等,国外有些厂家还使用MAPP,即:甲烷+乙烷+丙烷。

一般来说,燃烧速度快、燃烧值高的气体适用于薄板切割;燃烧值低、燃烧速度缓慢的可燃性气体更适用于厚板切割,尤其是厚度在200mm以上的钢板,如采用煤气或天然气进行切割,将会得到理想的切割质量,只是切割速度会稍微降低一些。

相比较而言,乙炔比天然气要贵得多,但由于资源问题,在实际生产中,一般多采用乙炔气体,只是在切割大厚板同时又要求较高的切割质量以及资源充足时,才考虑使用天然气。

(3)火焰的调整通过调整氧气和乙炔的比例可以得到三种切割火焰:中性焰(即正常焰),氧化焰,还原焰,见图9-2。

正常火焰的特征是在其还原区没有自由氧和活性碳,有三个明显的区域,焰芯有鲜明的轮廓(接近于圆柱形)。

焰芯的成分是乙炔和氧气,其末端呈均匀的圆形和光亮的外壳。

外壳由赤热的碳质点组成。

焰芯的温度达1000℃。

还原区处于焰芯之外,与焰芯的明显区别是它的亮度较暗。

还原区由乙炔未完全燃烧的产物——氧化碳和氢组成,还原区的温度可达3000℃左右。

外焰即完全燃烧区,位于还原区之外,它由二氧化碳和水蒸气、氮气组成,其温度在1200~2500℃之间变化。

氧化焰是在氧气过剩的情况下产生的,其焰芯呈圆锥形,长度明显地缩短,轮廓也不清楚,亮度是暗淡的;同样,还原区和外焰也缩短了,火焰呈紫蓝色,燃烧时伴有响声,响声大小与氧气的压力有关,氧化焰的温度高于正常焰。

如果使用氧化焰进行切割,将会使切割质量明显地恶化。

还原焰是在乙炔过剩的情况下产生的,其焰芯没有明显的轮廓,其焰芯的末端有绿色的边缘,按照这绿色的边缘来判断有过剩的乙炔;还原区异常的明亮,几乎和焰芯混为一体;外焰呈黄色。

当乙炔过剩太多时,开始冒黑烟,这是因为在火焰中乙炔燃烧缺乏必须的氧气造成的。

预热火焰的能量大小与切割速度、切口质量关系相当密切。

随着被切工件板厚的增大和切割速度的加快,火焰的能量也应随之增强,但又不能太强,尤其在割厚板时,金属燃烧产生的反应热增大,加强了对切割点前沿的预热能力,这时,过强的预热火焰将使切口上边缘严重熔化塌边。

太弱的预热火焰,又会使钢板得不到足够的能量,逼使减低切割速度,甚至造成切割过程中断。

所以说预热火焰的强弱与切割速度的关系是相互制约的。

一般来说,切割200mm以下的钢板使用中性焰可以获得较好的切割质量。

在切割大厚度钢板时应使用还原焰预热切割,因为还原焰的火焰比较长,火焰的长度应至少是板厚的1.2倍以上。

2.切割速度钢板的切割速度是与钢材在氧气中的燃烧速度相对应的。

在实际生产中,应根据所用割嘴的性能参数、气体种类及纯度、钢板材质及厚度来调整切割速度。

切割速度直接影响到切割过程的稳定性和切割断面质量。

如果想人为地调高切割速度来提高生产效率和用减慢切割速度来最佳地改善切割断面质量,那是办不到的,只能使切割断面质量变差。

过快的切割速度会使切割断面出现凹陷和挂渣等质量缺陷,严重的有可能造成切割中断;过慢的切割速度会使切口上边缘熔化塌边、下边缘产生圆角、切割断面下半部分出现水冲状的深沟凹坑等等。

通过观察熔渣从切口喷出的特点,可调整到合适的切割速度。

在正常的火焰切割过程中,切割氧流相对垂直的割炬来说稍微偏后一个角度,其对应的偏移叫后拖量(见图9-3)。

速度过低时,没有后拖量,工件下面割口处的火花束向切割方向偏移。

如提高割炬的运行速度,火花束就会向相反的方向偏移,当火花束与切割氧流平行时,就认为该切割速度正常。

速度过高时,火花束明显后偏,见图9-4。

3.割嘴与被切工件表面的高度在钢板火焰切割过程中,割嘴到被切工作表面的高度是决定切口质量和切割速度的主要因素之一。

不同厚度的钢板,使用不同参数的割嘴,应调整相应的高度。

为保证获得高质量的切口,割嘴到被割工件表面的高度,在整个切割过程中必须保持基本一致。

9.2 热变形的控制在切割过程中,由于对钢板的不均匀的加热和冷却,材料内部应力的作用将使被切割的工件发生不同程度的弯曲或移位——即热变形,具体表现是形状扭曲和切割尺寸偏差。

由于材料内部应力不可能平衡和完全消除,所以只能采取一些措施来设法减少热变形。

9.3 钢板表面预处理钢板从钢铁厂经过一系列的中间环节到达切割车间,在这段时间里,钢板表面难免产生一层氧化皮。

再者,钢板在轧制过程中也产生一层氧化皮附着在钢板表面。

这些氧化皮熔点高,不容易燃烧和熔化,增加了预热时间,降低了切割速度;同时经过加热,氧化皮四处飞溅,极易对割嘴造成堵塞,降低了割嘴的使用寿命。

所以,在切割前,很有必要对钢板表面进行除锈预处理。

常用的方法是抛丸除锈,之后喷漆防锈。

即将细小铁砂用喷丸机喷向钢板表面,靠铁砂对钢板的冲击力除去氧化皮,再喷上阻燃、导电性好的防锈漆。

钢板切割之前的除锈喷漆预处理已成为金属结构生产中一个不可缺少的环节。

9.4 数控火焰切割质量缺陷与原因分析在实际生产过程中,经常会产生这样或那样的质量问题,一般有如下几种缺陷:边缘缺陷,切割断面缺陷,挂渣、裂纹等。

而造成质量事故的原因很多,如果氧气纯度保证正常,设备运行正常,那么造成火焰切割质量缺陷的原因主要表现在如下几个方面:割炬、割嘴、钢材本身质量、钢板材质。

1.上边缘切割质量缺陷这是由于熔化而造成的质量缺陷。

(1)上边缘塌边现象:边缘熔化过快,造成圆角塌边。

原因:① 切割速度太慢,预热火焰太强;② 割嘴与工件之间的高度太高或太低;使用的割嘴号太大,火焰中的氧气过剩。

(2)水滴状熔豆串(见图9-9)现象:在切割的上边缘形成一串水滴状的熔豆。

原因:① 钢板表面锈蚀或有氧化皮;② 割嘴与钢板之间的高度太小,预热火焰太强;③ 割嘴与钢板之间的高度太大。

(3)上边缘塌边并呈现房檐状(见图9-10)现象:在切口上边缘,形成房檐状的凸出塌边。

原因:① 预热火焰太强;② 割嘴与钢板之间的高度太低;③ 切割速度太慢;割嘴与工件之间的高度太大,使用的割嘴号偏大,预热火焰中氧气过剩。

(4)切割断面的上边缘有挂渣(见图9-11)现象:切口上边缘凹陷并有挂渣。

原因:① 割嘴与工件之间的高度太大,切割氧压力太高;② 预热火焰太强。

2.切割断面凹凸不平,即平面度差(1)切割断面上边缘下方,有凹形缺陷(见图9-12)现象:在接受切割断面上边缘处有凹陷,同时上边缘有不同程度的熔化塌边。

原因:① 切割氧压力太高;② 割嘴与工件之间的高度太大;割嘴有杂物堵塞,使风线受到干扰变形。

(2)割缝从上向下收缩(见图9-13)现象:割缝上宽下窄。

原因:① 切割速度太快;② 割嘴与工件之间的高度太大,割嘴有杂物堵塞,使风线受到干扰变形。

(3)割缝上窄下宽(见图9-14)现象:割缝上窄下宽,成喇叭状。

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