反应燃烧切割技术优化与应用

如果前述切割方法中的气体能与工件发生放热反应，那么在切割过程中就会出现附加热源，因而切割前端便成为一个多种反应活性区，图3.7b说明了这点。正如图中所见，通过切缝的气体不仅能吹离熔融物，而且也会与熔融物发生反应。通常反应气体是氧气或其他含有氧气的混合气体。当温度达到燃点时，燃烧反应通常是从工件顶端开始。形成的氧化物被吹进切缝并覆盖着熔融物一起落下。这层覆盖物可能减缓反应，甚至可能会中断前面所提到的条纹线。从图3.5和图3.6可以看到，由燃烧反应提供的能量值随材料的改变而变化，中碳钢和不锈钢是60%，而像钛这类活性金属则几乎达到了90%，因而使用这种技术后，切割速度至少可以加倍。一般规律是，切割速度越快，扩散渗透的热量越小、切割质量也就越高。但是既然有切割反应发生，那么预料在工件内可能就会发生某些化学变化，对钛而言，这个问题是严重的，因为切缝边缘内部含有氧，由此而导致硬化更容易开裂。对于中碳钢而言，除了切口表面上一层极薄的氧化物重结晶之外，倒是没有明显的影响。这种技术的优点在于，熔渣不再是金属而通常是氧化物，对于中碳钢而言，其氧化物高温流动性较好，粘附在金属基体上不会像熔融金属那样牢固。对于不锈钢，其氧化物由一些高熔点组分组成，如Cr₂O₃（熔点～2180℃），所以液滴凝固较快，引起排渣出现问题，铝也会出现同样的问题。

图3.10 由于边缘燃烧而形成条纹

由于燃烧反应会引发出产生切割条纹的更深层原因，在速度低于燃烧反应的慢速切割中，温度达到燃点，则燃烧反应就会从燃点处向外的各个方向进行，如图3.10所示。如果切割速度慢，很明显，这就是出现条纹的主要原因。在这种情况下，就出现图3.11所示的粗糙条纹。(www.xing528.com)

图3.11 中碳钢在不同切割速度下切缝的顶部视图和底部视图（可以清楚地看出低速时形成的粗糙条纹）