液化石油气切割与氧-乙炔切割的原理及应用

1.切割

切割是各种板材、型材、管材焊接成品加工过程中的首要步骤，也是保证焊接质量的重要工序。按照金属切割过程中加热方法的不同大致可以把切割方法分为火焰切割、电弧切割和冷切割三类。

（1）火焰切割（氧-燃气切割、气割）。火焰切割是利用可燃气体在氧气中剧烈燃烧及被切割金属燃烧所产生的热量而实现连续切割的方法。其工作原理是：可燃气体与氧气混合燃烧的火焰热能将工件切割处预热到一定温度后，喷出高速切割氧流，使金属剧烈氧化燃烧并放出热量，利用切割氧流把熔化状态的金属氧化物吹掉，从而实现切割。

1）氧-乙炔切割。氧-乙炔切割是利用氧-乙炔预热火焰使金属在纯氧气流中剧烈燃烧，生成熔渣和放出大量热量的原理而进行的。

2）液化石油气切割。液化石油气切割的原理与氧-乙炔切割相同。不同的是液化石油气的燃烧特性与氧-乙炔不同，所使用的割炬也有所不同，它扩大了低压氧喷嘴孔径及燃料混合气喷口截面，还扩大了对吸管圆柱部分的孔径。

3）氢氧源切割。利用电解水氢氧发生器装置，用直流电将水电解成氢气和氧气，其气体比例恰好完全燃烧，火焰温度可达2800～3000℃，也可以用于火焰加热。

4）氧熔剂切割。在切割氧流中加入纯铁粉或其他熔剂，利用它们的燃烧热能和废渣作用实现气割的方法为氧熔剂切割。此种切割方法烟尘少，切断面无杂质，可用来切割不锈钢等。

（2）电弧切割。电弧切割按生成电弧的不同可分为等离子弧切割、碳弧气割。

1）等离子弧切割。等离子弧切割是一种常用的金属和非金属材料的切割方法。它利用高速、高温和高能的等离子气流来加热和熔化被切割材料，并借助内部的或者外部的高速气流或水流将熔化材料排开直至等离子气流束穿透背面而形成割口。

2）碳弧气割。碳弧气割是利用碳极电弧的高温，把金属局部加热到熔化状态，同时用压缩空气的气流把熔化金属吹掉，从而达到对金属进行切割的一种加工方法。利用该方法也可在金属上加工沟槽。

（3）冷切割。冷切割是切割后工件相对变形小的切割方法，主要分为以下两类：

1）激光切割。激光切割是利用激光束把材料穿透，并使激光束移动而实现的无接触切割方法。其切割特点有：切割质量好，切割效率高，可切割多种材料（金属与非金属），但切割大厚板时有困难。

2）水射流切割。水射流切割是利用高压换能泵产生出200～400MPa高压水的水束动能，来实现材料的切割。其切割特点有：切割时几乎不产生热量，因而不会造成加工对象材料性质的变化，特别适用于热敏的贵金属的加工；切缝窄而表面光滑；切割用水及磨料来源充足；无尘埃、无公害；在易燃易爆场合使用安全等。

2.焊接

焊接是借助于能源，使两个分离的物体产生原子（分子）间结合而连接成整体的过程，可以连接金属材料和非金属材料。按照焊接过程中金属所处的状态及工艺的特点，可以将焊接方法分为熔化焊、压力焊和钎焊三大类。(www.xing528.com)

（1）熔化焊。熔化焊是利用局部加热的方法将连接处的金属加热至熔化状态而完成的焊接方法，可形成牢固的焊接接头。

（2）压力焊。压力焊是利用焊接时施加一定压力而完成焊接的方法。这类焊接有两种形式，可加热后施压，亦可直接冷压焊接，其压接接头较牢固。

（3）钎焊。钎焊是把比被焊金属熔点低的钎料金属加热熔化至液态，然后使其渗透到被焊金属接缝的间隙中而达到结合的方法。钎焊接头一般强度较低，耐热性差。

3.焊接接头、坡口及组对

焊接连接形成的焊接接头是焊接结构最基本的要素，在多数情况下，它又是焊接结构上的薄弱环节，其突出问题是形成应力集中、劣质区、变形及残余应力的存在。所以焊接接头类型的选择必须正确，其制造、使用要参照国家有关标准进行。

（1）焊接接头的组成及作用。焊接接头由焊缝、熔合区、热影响区及其相邻的母材组成。焊接接头主要起两方面作用，一是连接作用，二是传力作用。焊缝与被焊工件并联的接头，焊缝传递很小的荷载，这种接头中的焊缝被称为联系焊缝；焊缝与被焊工件串联的接头，焊缝传递全部荷载，这种焊缝被称为承载焊缝。此外，还有双重性的焊头，既起连接作用又起传力作用。设计时，联系焊缝无须计算焊缝强度，承载焊缝的强度必须计算，双重性接头只计算焊缝的承载应力。

（2）焊接接头的基本类型。按焊接方法不同，焊接接头可以分为熔焊接头、压焊接头和钎焊接头三大类（三大类下还可细分）；根据接头构造形式不同，焊接接头可以分为对接接头、T形接头、十字接头、搭接接头、盖板接头、套管接头、塞焊（槽焊）接头、角焊接头、卷边接头和端接接头十种类型。

（3）熔焊接头与坡口。对接接头是熔焊中受力比较理想的接头形式，为保证焊接质量、减少焊接变形和焊接材料消耗，需把被焊工件的边缘加工成各种形式的坡口，进行坡口对焊。T形及十字接头是把互相垂直的被焊工件用角焊缝连接起来的接头，是一种典型的电弧焊接头，有不焊透和焊透的，也有不开坡口和开坡口的。不开坡口T形及十字接头通常是不焊透的，开坡口T形及十字接头是否焊透要看坡口的形状和尺寸。

（4）管材的坡口。管材的坡口有I形坡口、V形坡口和U形坡口三种形式。

（5）接头组对。

1）管子、管件组对时，应检查坡口质量，坡口表面不得有裂纹、重皮等缺陷，并对其内外侧进行清理，清理合格后应及时组对施焊。

2）管口处理。焊接前手工清理坡口毛刺，管件坡口用破布打光。不锈钢管焊缝两侧分别涂100mm长白垩粉，并用丙酮洗净油污。

3）管段组对可以在专用的胎具上进行，也可采用组对机。