割炬是气割时所用的工具,割炬按预热火焰中氧气和乙炔的混合方式不同分为射吸式和等压式两种,其中以射吸式割炬的使用最为普遍,其外形如图4-21所示。割炬的作用是使氧与乙炔按比例进行混合,形成预热火焰,并将高压纯氧喷射到被切割的工件上,使被切割金属在氧射流中燃烧,氧射流并把燃烧生成的熔渣(氧化物)吹走而形成割缝。
图4-21 射吸式割炬
1—割嘴;2—切割氧气;3—混合气体;4—切割氧气管;5—切割氧气阀门;6—混合管;7—预热氧气阀门;8—乙炔阀门
图4-22 气割过程
1—氧流;2—割口;3—氧化物;4—预热火焰;5—割嘴
1.气割过程
气割是低碳钢和低合金钢切割中使用最普遍、最简单的一种方法。氧气切割(简称气割)是利用气体火焰(氧-乙炔焰)燃烧产生的高温来切割工件的方法。气割过程如图4-22所示。气割时,先把工件切割处的金属预热到它的燃烧点,然后以高速纯氧气流猛吹。这时金属就发生剧烈氧化,所产生的热量把金属氧化物熔化成液体,同时,氧气气流又把氧化物的熔液吹走,工件就被切割出了整齐的缺口。只要把割炬向前移动,就能把工件连续切开。
2.气割的条件
金属的性质必须满足下列几个基本条件,才能进行气割。
(1)金属的燃烧点应低于其熔点。例如,低碳钢在氧气中的燃点约为1350℃而熔点约为1500℃,所以低碳钢具有良好的气割性能,而高碳钢、铸铁不能满足这一要求。
(2)金属氧化物的熔点应低于金属的熔点,以便及时将氧化物吹去形成光滑切口,否则高熔点的氧化物会阻碍下层金属与切割氧的接触,使气割发生困难。
(3)金属材料燃烧时能释放出较多的热量,而本身的导热性不能过高。这是保证下层金属能够迅速预热至燃点使切割连续进行的基本条件。否则,不能对下层和前方待切割金属集中进行加热,待切割金属难以达到燃点温度,使切割很难继续进行。
3.气割的工艺参数(www.xing528.com)
气割工艺参数包括切割氧压力、预热火焰、切割速度、割嘴倾角等。
1)切割氧压力
割件厚度增加,切割氧压力随之增加。在一定的切割厚度下,若压力不足,会使切割过程的氧化反应减慢,切口下缘容易形成黏渣,甚至割不穿工件;氧压过高时,不仅造成氧气浪费,同时还会使切口变宽,切割面粗糙度增大。
2)预热火焰
预热火焰应采用中性焰,其作用是将割件切口处加热至能在氧流中燃烧的温度,同时使切口表面的氧化皮剥落和熔化。
3)切割速度
切割速度与割件厚度、切割氧纯度与压力、割嘴的气流孔道形状等有关。割速过慢会使切口上缘熔化,过快则产生较大的后拖量,甚至无法割透。
4)割嘴倾角
割嘴与工件表面的距离应始终使预热火焰的焰心端部距离工件表面3~5 mm,同时割炬与工件之间应始终保持一定的倾角,如图4-23所示。割嘴应与切口两边垂直,如图4-23(a)所示,否则会切出斜边,影响工件尺寸精度。当切割厚度小于5 mm的工件时,割嘴应向后倾斜5°~10°,如图4-23(b)所示。当切割厚度为5~30 mm的工件时,割嘴应垂直于工件,如图4-23(c)所示。如果工件厚度大于30 mm,开始时割嘴应向前倾斜5°~10°,待切透后,割嘴应垂直于工件,而结束时割嘴应向后倾斜5°~10°,如图4-23(d)所示。
图4-23 割炬与工件之间的倾角
4.气割操作
(1)气割前,应根据工件厚度选择好割嘴大小和切割氧压力,将工件割缝处的水分、锈迹和油污清理干净,划好切割线。割缝的背面留一定的空间便于切割氧气流的冲出。点火操作时先微开氧气阀门,再大开乙炔阀门,用明火点燃火焰后,将碳化焰调节成中性焰,然后将切割氧气阀门打开,观察混合气预热火焰是否能在切割氧气压力下变成碳化焰。
(2)用预热火焰将切口始端预热到金属的燃点(呈亮红色),然后打开切割氧气阀门,待切口始端被割穿后,即移动割炬进入正常切割。
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