氧化火焰
基础篇 3 手工气割操作原理
氧气切割(简称气割)是利用某些金属在纯氧中燃烧的原理来实现切割金属的方法。
切割原理
气割开始时,用气体火焰将割件待割处附近的金属预热到燃点,然后打开切割氧阀门,纯氧射流使高温金属燃烧,生成的金属氧化物被燃烧热熔化,并被氧流吹掉。金属燃烧产生的热量和预热火焰同时又把邻近的金属预热到燃点,沿切割线以一定速度移动割炬,即可形成割口。
在整个气割过程中,割件金属没有熔化。所以,金属气割过程实质上是金属在纯氧中的燃烧过程,而不是熔化过程。氧气切割会引起钢材产生淬硬倾向,对16Mn材料更显著。淬硬深度约0.5~1mm,会增加边缘加工的困难。
基础篇 4 手工气割条件
(1)金属的燃点必须低于其熔点才能保证金属在固体状态下燃烧,从而保证割口平整。若熔点低于其燃点,则金属首先熔化,液态金属流动性好,熔化边缘不整齐,难以获得平整的割口,而成为熔割状态。低碳钢的燃点大约为1350℃,而熔点高于1500℃,满足气割条件;碳钢随着含碳量增加,熔点降低,燃点升高。含碳量为0.7%的碳钢,其燃点与熔点大致相同;含碳量大于0.7%的碳钢,由于燃点高于熔点,难以气割。铸铁的燃点比熔点高,不能气割。
(2)金属燃烧生成的氧化物(熔渣)的熔点应低于金属本身的熔点,且流动性好。若熔渣的熔点高,就会在切割表面形成固态氧化薄膜,阻碍氧与金属之间持续进行燃烧反应,导致气割过程不能正常进行。铝的熔点(660℃)低于Al2O3的熔点(2048℃),铬的熔点(1615℃)低于Cr2O3的熔点(2275℃),所以铝及其铝合金、高铬钢或铬镍钢都不具备气割条件。
(3)金属燃烧时能放出大量的热,而且金属本身的导热性要低。这样才能保证气割处的金属具有足够的预热温度,使气割过程能连续进行。铜、铝及其合金导热都很快,不能气割。
操作篇
手工气割操作技术
(1)气割工艺参数及其影响气割工艺参数主要包括割炬型号和切割氧压力、气割速度、预热火焰能率、割嘴与工件间的倾斜角、割嘴离工件表面的距离等。
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。氧气压力与割件厚度、割嘴型号、割嘴号码的关系详见表
氧气压力与割件厚度、割炬型号、割嘴号码的关系
当割件比较薄时,切割氧压力可适当降低,但切割氧的压力不能过低,也不能过高。若切割氧压力过高,则切割缝过宽,切割速度降低,不仅浪费氧气,而且会使切口表面粗糙,并对切割件产生强烈的冷却作用。若氧气压力过低,会使气割过程中的氧化反应减慢,切割的氧化物熔渣吹不掉,在割缝背面形成难以清除的熔渣黏结物,甚至不能将工件割穿。