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热切割设备的分类、结构特点和用途详解

【摘要】:本节前述已介绍了热切割最常见的有气体火焰切割、等离子和激光切割三种。下面再介绍几种典型的管材热切割设备。而数控管子相贯线切割机正是针对这一要求而设计研发的进行管道相贯线切割的专有的自动化设备。管道数控相贯线切割机可有效地提高切割效率、切割质量,减轻操作者地劳动强度。

本节前述已介绍了热切割最常见的有气体火焰切割、等离子激光切割三种。

下面再介绍几种典型的管材热切割设备。

3.1 CG2-11磁力管道切割机(管道坡口机)

适用于石油、化工、造船、发电机械建筑安装等厂矿企业的各种无缝钢管的切割与坡口切割。特点是:适用于Φ108mm以上的各种规格的无缝钢管切割与坡口;采用永久磁滚动轮吸附在钢管上,通过传动机构自动环绕钢管爬行切割;切割工艺可采用氧气一乙炔火焰或氧气一丙烷火焰;可倾斜割炬,进行I、V(45°)坡口切割,也能在水平、垂直、仰面上切割,广泛用于管道工程钢管的切割;行走速度可根据实际情况任意调节;切割精度在Φ159~426mm无缝管上切割1周,中心偏差<0.5mm、表面粗糙度达Ra12.5~6.3。如图5-20所示。CG2-11磁力管道切割机技术参数见表5-10。

表5-9 几种典型材料的切削数据(磨料水射流切割)

3.2 管道数控相贯线切割机

图5-20 CG2-11磁力管道切割机

表5-10 CG2-11磁力管道切割机技术参数

管道在使用过程中往往需要组合焊接在一起,组合时会产生两立体相交情况,两立体相交称为两立体相贯,它们表面形成的交线称做相贯线。主要应用在电力水利石油化工建筑结构、造船重工冶金机械等领域。

传统的手工管道相贯线切割工艺繁难,效率低,加工精度低,此类加工以往大多采用制作样板、划线、人工放样、手工切割、人工打磨等落后繁复操作工艺。而数控管子相贯线切割机正是针对这一要求而设计研发的进行管道相贯线切割的专有的自动化设备。它是一种对钢管的结合处相贯线孔、相贯线端部、弯头(虾米节)进行自动计算和切割的设备,它能够进行主管线与若干支管线的多种相交形式的相贯线计算,无需操作者计算、编程,只需输入管道相贯系统的管子半径、相交角度等参数,机器就能自动并且十分方便地并完成多轴联动控制,切割出管子的相贯线、相贯线孔以及焊接坡口,实现主管或支管的相贯线切割。

管道数控相贯线切割机可有效地提高切割效率、切割质量,减轻操作者地劳动强度。目前常用的是数控火焰相贯线切割机和数控等离子相贯线切割机,火焰切割应用场合主要限于碳钢、大厚度管材切割,在中、薄碳钢板管切割上逐渐被等离子切割代替。

采用精细等离子切割已使切割质量接近激光切割水平,目前随着大功率等离子切割技术的成熟,切割厚度已超过100mm,拓宽了数控等离子相贯线切割机切割范围,如图5-21所示,普通管道数控相贯线切割机技术参数技术参数见表5-11;高精度等离子管道数控相贯线切割机技术参数见表5-12。

图5-21 管道数控相贯线切割机

表5-11 管道数控相贯线切割机技术参数

表5-12 高精度等离子管道数控相贯线切割机技术参数

等离子切割配合不同的工作气体可以切割各种氧气切割难以切割的金属,尤其是对于有色金属不锈钢、铝、铜、钛、镍)切割效果更佳;其主要优点在于切割厚度不大的金属的时候,等离子切割速度快可达10m/min以上,是氧切割法的5~6倍、切割面光洁、热变形小、几乎没有热影响区。

3.3 数控管材专用激光切割机

近年来,随着管材生产技术的不断进步,开发了利用激光束作为热源(激光源)进行的切割方法。其温度超过11 000℃,足以使任何材料气化。激光切割的切口细窄、尺寸精确、表面光洁,质量优于任何其他热切割方法。激光源一般用二氧化碳激光束,工作功率为500~2 500W,通过透镜和反射镜,激光束聚集在很小的区域。能量的高度集中能够进行迅速局部加热,使金属材料蒸发。此外,由于能量非常集中,所以,仅有少量热传到钢材的其他部分,所造成的变形很小或没有变形。数控管材专用激光切割机可以非常准确地切割复杂形状的管料,切割质量好,切口宽度窄,精度高,切口表面粗糙度好,切缝一般不需要再作进一步的处理;激光切割清洁、安全、无污染和节约金属等诸多优点。

激光切割适用于不锈钢、碳钢、合金钢、铝、铜、钛等金属管材,对各种高硬易脆合金材料具有极优的加工效果;广泛应用于石油勘探、灯具、金属加工、五金、汽车、航空等行业。还有利用激光技术制做石油系统用的石油割缝管和采水割缝管,割缝筛管是安装于油井、水井和地热井等无缝或焊接钢制井管最下端,用以将所开采的液体与地层中的砂石分离的一种特殊管型。

割缝筛管是在石油套管或油管上用多种方式切割出多条一定规格的纵向或螺旋直排、交错式缝隙。采用激光切割,其缝宽0.2~0.5mm,缝截面为矩形、梯形(梯形角度为3°~8°)和特形(圆孔)等多种形态,适用于出砂粒径大于0.3mm的出砂井防砂,可保证渗透率为0.5%~10%,如图5-22所示。

专用激光切割机技术参数见表5-13,割逢筛管激光切割机主要技术参数见表5-14。