气割工艺参数与注意事项

2023-07-02 理论教育版权反馈

【摘要】：实际操作中，气割的工艺参数包括预热火焰功率、氧气压力、切割速度、割嘴到工件的距离及切割倾角等。高度过低会使切口上线发生熔塌及增碳，飞溅时易堵塞割嘴。手工曲线切割时，割嘴垂直于工件。气割时一般应调整火焰至中性焰，一般不采用碳化焰。当到达终点时，应迅速关闭切割氧气的阀门并将割炬抬起，然后关闭燃气阀门，最后关闭预热氧气阀门。

影响气体火焰切割过程和质量的主要因素有以下几个方面：①切割氧气的纯度、流量、压力及氧气流参数；②预热火焰的功率；③被切割金属的成分、性能、表面状态及初始温度。

实际操作中，气割的工艺参数包括预热火焰功率、氧气压力、切割速度、割嘴到工件的距离及切割倾角等。

（1）预热火焰预热火焰是影响气割质量的重要工艺变量，气割一般应选用中性焰或轻微的氧化焰，火焰强度适中。随着工件厚度的增加，预热火焰功率要随之加大，割件越厚，预热火焰功率越大。切割碳含量较高或者合金元素较多的钢材时，预热火焰功率要加大一些。预热时间应根据割件的厚度而定，可根据经验进行选择，见表8-3。

图8-6 小型手提式仿形气割机

1—样板 2—割嘴 3—磁性滚轮 4—驱动电动机 5—主臂 6—基臂 7—提把 8—气体接头 9—控制箱 10—电磁铁 11—支腿

表8-3 不同厚度情况下气割预热时间的经验值

（2）切割氧气压力可根据工件厚度选择合适的氧气压力，同时，切割氧气压力取决于割嘴类型和尺寸（见表8-4）。切割氧气压力过大，易使切口变宽，粗糙，压力过小，使得切割过程缓慢，易形成粘渣。在实际切割过程中，最佳切割氧气压力可用观察切割“风线”的办法来确定，即当切割“风线”最清晰又最长的时候，切割氧压力最为合适。

表8-4 不同割嘴切割工件时推荐的氧气压力

（3）切割速度切割速度与工件厚度、割嘴形式有关，一般随工件厚度增大而减慢。切割速度必须与切口内金属的氧化速度相匹配，速度太慢会使切口上缘熔化，影响割口表面质量，太快则后拖量太大，甚至出现割不透。在实际操作中，可根据熔渣火花在切口落下的方向来判断，当火花呈垂直或稍偏向前方排出时为正常速度。一般来说，机器切割速度要大于手工切割的速度。表8-5列出了气割薄板与中厚板的切割速度与参数，表8-6是大厚度钢板切割时的参数。

表8-5 普通等压式割嘴切割低碳钢的工艺参数

表8-6 大厚度钢板切割时的参数

（4）割嘴到工件表面距离割嘴到工件表面距离需要根据工件厚度及预热火焰长度来确定。高度过低会使切口上线发生熔塌及增碳，飞溅时易堵塞割嘴。高度过大，热损失增加，预热效果减弱，切割氧气流的流动性下降，排渣困难，影响切割质量，同时还会导致进入切口的氧气纯度降低，导致切口后拖量和切口宽度增加。预热火焰焰心一般应离开工件2～4mm。

（5）切割倾角割嘴与割件间的切割倾角直接影响气割速度与后拖量，其大小主要根据工件厚度而定。当钢板厚度在30mm以下，后倾角为20°～30°，工件厚度大于30mm时，切割时为5°～10°的前倾角，割透后割嘴垂直于工件，结束时为5°～10°的后倾角。手工曲线切割时，割嘴垂直于工件。

以手工氧-乙炔气割为例，气割的操作过程及工艺要点：

气割前，应仔细做好前期的准备工作。首先检查工作场地与设备是否符合安全要求，包括割炬、氧气瓶、燃气瓶、回火器、压力表、管路。工件应垫平，表面的铁锈、油污等应予以清理干净，工件下面要预留一定的间隙，以利于热量散放和排除熔渣，为防止熔渣四处喷射，必要时可加挡板遮挡。

将氧气调节至所需压力，对于射吸式割炬应检查割炬的射吸能力，点燃火焰后打开切割氧气阀门，观察并调整切割氧流（即风线）的形状，确保风线为笔直饱满的圆柱体并有一定的长度。如果风线不规则，应关闭阀门后用通针或者其他工具修整割嘴的内表面，使之光滑。之后要对火焰进行调整，根据燃气与氧气的混合比不同，切割火焰可以形成碳化焰、中性焰和氧化焰三种不同的火焰（见图8-7）。中性焰是氧燃比在化学计量比附近所形成的火焰，其焰芯为氧气与燃气的混合气，内焰为一次燃烧的反应区，外焰是一次燃烧生成的CO和H₂。当氧燃比低于化学计量比时，将形成碳化焰，分为焰芯、内焰、外焰三部分。内焰中存在未燃烧的C，火焰长而软，温度较低。当氧燃比略高于化学计量比时将形成氧化焰，此时只有焰芯和外焰两部分，火焰短而挺直并有“嘶嘶”声，此时形成的火焰温度最高。气割时一般应调整火焰至中性焰，一般不采用碳化焰。火焰调整好之后，应当放出切割氧气，检查火焰性质是否有变化。当采用丙烷或者石油气为燃气时，需要延长预热时间，为了提高切割效率，可将火焰调节成氧化焰，待切割开始后再恢复至中性焰。

图8-7 氧-乙炔切割火焰的结构

a）中性焰 b）碳化焰 c）氧化焰 d）中性焰的燃烧过程及温度分布

手动气割操作时，一般以右手把住割炬把手，用右手的拇指和食指把住预热氧的阀门，便于调整预热火焰和当回火时及时切断预热氧气，左手的拇指和食指把住开关切割氧的阀门，同时还起掌握方向的作用，其余三个手指平稳地托住混合室，操作人的眼睛应注视着割嘴，并着重关注割口和前面的割线，一般是按照从右向左的方向开始切割。开始切割时，先预热钢板的边缘，待切口位置出现微红的时候，将火焰局部移出边缘线以外，同时慢慢打开切割氧气阀门，当有氧化铁渣随氧气流一起飞出时，证明已经割透，这时应移动割炬逐渐向前切割。切割过程中，有时因割嘴过热或氧化铁渣的飞溅使切割割嘴堵住或燃气供应不及，割嘴产生鸣爆并有可能发生回火现象，这时应迅速关闭预热氧气阀门，阻止氧气倒流入燃气管内，使回火熄灭，如果此时割炬内还在发出“嘶嘶”的响声，说明割炬内回火尚未熄灭，这时应迅速再将燃气阀门关闭或迅速拔下割炬上的软管，使回火的火焰气体排出。切割临近终点时，割嘴应向切割前进的反方向倾斜一些，以利于钢板的下部提前割透，使收尾的切口较整齐。当到达终点时，应迅速关闭切割氧气的阀门并将割炬抬起，然后关闭燃气阀门，最后关闭预热氧气阀门。

气割工艺参数与注意事项

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