切割槍的原理教材

1、數(shù)控火焰切割機(jī)切割圓管（1 ）圓鋼的高效氣割圓鋼的高效氣割是把數(shù)根圓鋼平行緊靠排列進(jìn)行連續(xù)氣割的工藝，如圖 16 所示。先將第 1 根圓鋼預(yù)熱到燃燒溫度， 利用適當(dāng)后傾的割炬以一定的速度進(jìn)行切割。 當(dāng)割炬行至 3 4 和 6 7 位置時(shí)，切口中的熔融氧化鐵加熱下一根圓鋼表面并達(dá)到燃點(diǎn)，在切割氧流的作用下開(kāi)始?xì)?割過(guò)程，于是使數(shù)根圓鋼得以連續(xù)的進(jìn)行切割。連續(xù)切割的根數(shù)取決于圓鋼的直徑和切割機(jī)上 割炬的有效行程。切割圓形截面半成品時(shí)， 最好在開(kāi)始切割處用扁鏟作出割痕， 因?yàn)榍懈铋_(kāi)始處有毛剌， 能迅 速地加熱到熔化狀態(tài)，切割過(guò)程容易開(kāi)始。在圓鋼切割過(guò)程中，實(shí)際切割厚度經(jīng)常處于變化中，切割速度也要隨之

2、變化。實(shí)踐中，通常 取一個(gè)相對(duì)合適的平均速度作為切割速度。此外，割炬高度從位置需加以調(diào)節(jié)，以后只 要保持的高度即可。割炬后傾角 取決于圓鋼直徑和平均切割速度，由試驗(yàn)確定。連續(xù)氣割碳素鋼圓鋼的工藝參數(shù)見(jiàn)下表。圓鋼連續(xù)氣割的高效性在于單根圓鋼氣割時(shí)因起割處外表面是圓弧， 預(yù)熱時(shí)間占整個(gè)切割時(shí) 間的 40 50 。連續(xù)氣割時(shí)只需預(yù)熱第 1 根圓鋼，因此可使其切割效率提高 15倍。 （2 ）鋼管的氣割鋼管的氣割分為固定鋼管和轉(zhuǎn)動(dòng)鋼管的氣割。 不論哪一種管件的氣割， 預(yù)熱時(shí)， 火焰均應(yīng)垂直于鋼管的表面。待切透以后，將割嘴逐漸傾斜，直到接近于管子的切線方向后，再繼續(xù)切割。固定鋼管（橫吊管）的氣割如圖 17

3、 所示，首先從管子的下部（仰臉位置）開(kāi)始預(yù)熱。切割 時(shí)，割嘴沿接近管子的切線方向按圖中 1 所示的方向進(jìn)行切割。當(dāng)切割到管子的水平位置時(shí)， 關(guān)閉切割氧，再將割炬移到管子的下部并沿圖中 2 所示的方向繼續(xù)切割。這種由下至上的氣割方法有以下優(yōu)點(diǎn)： 切縫看得清楚，割炬移動(dòng)方便； 當(dāng)氣割終了時(shí)，割炬正好在水平位置，不易被已切斷的管子碰壞嘴頭。轉(zhuǎn)動(dòng)鋼管的氣割和快速氣割示意如圖 18 所示。首先預(yù)熱管側(cè)部位，嘴頭與管子表面接近垂 直。切透后嘴頭往上傾斜并與管子成接近切線角度。切割過(guò)程中，割炬應(yīng)不斷改變位置，以保 持這一切割角度。切割一段后暫時(shí)停止，將管子稍加轉(zhuǎn)動(dòng)后，再繼續(xù)切割。較小直徑的管子可 分 2 3

4、 次割完，較大直徑的管子可多分幾次，但分鍛越少對(duì)切割越好。大直徑鋼管或圓筒的快速氣割如圖 18(b) 所示。把圓管置于回轉(zhuǎn)胎具上按逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，將 割炬設(shè)在偏離圓管頂面一定距離處。切割時(shí)，切割氧流相對(duì)切口前緣形成一個(gè)攻角，同時(shí)熾熱 的熔渣沿管壁內(nèi)、外表面把切口前緣預(yù)熱至很高溫度，大大加速了鐵- 氧燃燒反應(yīng)，使切割速度大為提高。割炬偏離管頂?shù)木嚯x按以下方法確定： 從切割點(diǎn)作管子外圓的切線， 使割炬軸線與此切線成 15 25 角，管壁厚時(shí)角度取大一些。當(dāng)采用適當(dāng)?shù)臄U(kuò)散形割嘴氣割時(shí)，可達(dá)到下列切割速度： 鋼管直徑 300 1020mm 、壁厚 12mm ，切割速度 15. 2500mm/min ；

5、 鋼管直徑 700 800mm 、壁厚 10mm ，切割速度 3500 3600mm/min 。 快速氣割工藝在螺旋管生產(chǎn)線上用于管子害長(zhǎng)切割。 為了縮短預(yù)熱時(shí)間， 可采用起割處附加 低碳鋼?；蚨潭武摻z的辦法來(lái)加速起割?；鹧媲懈罴夹g(shù)1坡口的切割焊接之前常需要對(duì)鋼板的接頭處開(kāi)坡口，坡口切割方法有手工切割和機(jī)械切割兩種。在設(shè)備條件好的情況下， 可采用機(jī)械切割，如采用坐標(biāo)式切割機(jī)、平面四邊形切割機(jī)或?qū)榍懈钇驴谟玫那懈钤O(shè)備等。采用機(jī)械方法切 割的坡口，只要把熔渣清理干凈，不需要進(jìn)行任何的機(jī)械加工就可進(jìn)行焊接。在成批生產(chǎn)中，采用機(jī)械方法切 割坡口的經(jīng)濟(jì)效益更為顯著。由于手工切割坡口設(shè)備簡(jiǎn)單（采用普通切

6、割設(shè)備），方便靈活，對(duì)于組合的部件和結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的零件以及單件 生產(chǎn)，手工切割比較方便、有效。但手工切割坡口的質(zhì)量在很大程度上受切割技術(shù)熟練程度的影響。對(duì)于重要 構(gòu)件或受壓容器的焊接坡口，在沒(méi)有把握的情況下最好不用手工切割。焊接結(jié)構(gòu)中常見(jiàn)的焊接坡口有 V形、 Y形、 X形（帶鈍邊或不帶鈍邊）、 U形，如圖 1所示。其中 V形和 Y形坡 口當(dāng)單側(cè)坡口角度大于 30時(shí)，通常不易切割，需把坡口面置于背面進(jìn)行切割。在正確掌握切割參數(shù)和操作技術(shù)的條件下，切割坡口的質(zhì)量良好，可直接用于工件裝配和焊接。（1）V 形坡口的切割用機(jī)械方法切割單面 V 形坡口時(shí)，可采用兩把割炬同時(shí)進(jìn)行切割。一把割炬垂直于被切割金屬

7、表面，另一把割 炬與切割表面成一定角度。調(diào)整好割炬傾角后，一般用半自動(dòng)切割機(jī)或手扶式半自動(dòng)切割機(jī)進(jìn)行切割。垂直的 割炬在前移動(dòng)，傾斜的割炬在后面移動(dòng)。須按實(shí)際切割厚度選定割嘴號(hào)碼和切割參數(shù)。也可用手工方法切割單面 V 形坡口。單割炬切割 V 形坡口的示意見(jiàn)圖 2。切割前先按坡口尺寸劃好線，然后將 割嘴按坡口角度找好，以往后拖或向前推的操作方法進(jìn)行切割，切割速度稍慢，預(yù)熱火焰功率應(yīng)適當(dāng)增加，切 割氧的壓力也應(yīng)稍大些。為了得到寬窄一致和角度相等的切割坡口，可將割嘴靠在扣放的角鋼上進(jìn)行切割，如圖 3 所示。為了更好地控 制切割坡口的角度， 還可將割嘴安裝在角度可調(diào)的滾輪架上 （一般是自制的） ，這樣

8、可以進(jìn)一步保證切割質(zhì)量， 而且操作靈活見(jiàn)圖 3（c） 。利用角鋼切割直邊及斜邊（坡口）的操作示意見(jiàn)圖4。手工切割與機(jī)械切割的不同之處在于：手工切割時(shí)，不能同時(shí)用兩把割炬進(jìn)行切割，應(yīng)先割好垂直縫，再按要 求的寬度劃好線，將割嘴偏斜一個(gè)角度，沿著劃線向前或向后移動(dòng)割炬，就能切割出單面坡口。Y 型坡口的示意如圖 5 所示 單割炬二次切割，即先切割直邊，再切割坡口斜邊。單割炬切割 雙割炬切割可一次完成坡口制備。雙割炬切割Y 形（或倒 Y形）坡口時(shí)的割嘴配置如圖 6 所示。3）X 形坡口的切割不帶鈍邊 X 形坡口可采用單割炬分二次切割， 也可用雙割炬一次割出。 帶鈍邊 X 形坡口可采用單割炬分次切割，

9、也可用三割炬一次加工出來(lái)。 X形坡口一次切割的割嘴配置如圖 7 所示。普通割嘴一次切割 X形坡口的工藝參 數(shù)見(jiàn)表 1，擴(kuò)散型快速割嘴一次切割 X 形坡口的工藝參數(shù)見(jiàn)表 2?？焖俑钭斓那懈钚阅軕?yīng)符合表 3 規(guī)定。表 1 普通割嘴一次切割 X 形坡口的工藝參數(shù)板厚 /mm割嘴號(hào)碼氣體壓力 /kPa切割速度/mm.min -1割炬 1割炬 1割炬 2割炬 3切割氧汽油202100294028032025320129434302503003043122943430220270355312294343020025040542334339201802205065233433920160200表 2 擴(kuò)散型

10、快速割嘴一次切割 X 形坡口的工藝參數(shù)板厚 /mm割嘴號(hào)碼氣體壓力 /kPa切割速度/mm.min-1割炬 1割炬 1割炬 2割炬 3切割氧汽油202100686390 430253201686350 3903043126860310 350355312686280 320405423686230 290506523686200 250注： 1、割炬 1用于預(yù)熱，不參數(shù)切割。2、割炬間的縱向間距 A 根據(jù)板厚和坡口角度取 1020mm，以切割面上邊緣不熔化、下邊緣不粘熔渣為準(zhǔn)。3、所列參數(shù)為坡口角 45時(shí)的切割參數(shù)，如坡口角為30時(shí)，切割速度可加快 10 15。4、切割氧的純度 99.7 。純

11、度較低時(shí)，切割速度要適當(dāng)減慢。5、鋼板表面狀態(tài)（如有氧化皮或車(chē)間底漆）不同，切割速度也要作相應(yīng)調(diào)整。表 3 快速割嘴的切割性能割嘴號(hào)割嘴喉部直徑 /mm切割厚度/mm切割速度/mm.min-1氣體壓力 /MPa切口寬度/mm氧氣乙炔汽油10.65107506000.70.0250120.810206004500.70.02501.531.020404503800.70.0250241.2540603803200.70.0302.351.5060 1003202500.70.0303.461.751001502501600.70.0350472.01501801601300.70.03504.5

12、1A0.65105604500.50.025012A0.810204503400.50.02501.53A1.0020403402500.50.025024A1.2540602502100.50.0302.35A1.5060 1002101800.50.0303.44）U 形坡口的切割U 形坡口用切割工藝比機(jī)械加工方法效率高。 U 形坡口的下部有圓弧段， 切割時(shí)的氧化反應(yīng)不像一般切割時(shí)那樣 一直垂直向下、當(dāng)達(dá)到一定深度后應(yīng)轉(zhuǎn)向側(cè)面方向。為此需采用多割炬同時(shí)加工，使工件沿板厚方向形成溫度 梯度，同時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)切割氧壓力割出圓弧段。切割U形坡口的割嘴配置如圖 8 所示，切割 U形坡口的工藝參數(shù)見(jiàn)表

13、4。表 4 切割 U形坡口的工藝參數(shù)（板厚 60mm）割斷/( )/( )t/mmb/mmd/mm/mmc/mmR/mm預(yù)熱氧 壓力 /kPa切割氧 壓力 /kPa汽油/kPa切割速度/mm.min-1前割炬1652.5200600240中間割炬4862010235003680后割炬（ 垂直切割鈍邊 ）51.5200200注：符號(hào)意義見(jiàn)圖 8先由前割炬割出斜面， 再由中間割炬 （配有兩個(gè)割嘴）的前割炬將板邊割到一定深度，形成鐵 - 氧反應(yīng)向側(cè)面進(jìn)展的條件； 通過(guò)控制中間割炬兩個(gè)割嘴的切割氧壓力， 利用后割嘴既割出坡口的斜邊又割出所需的圓弧形割口，注：上列尺寸偏差適用于： （1）圖樣上未標(biāo)明公差

14、尺寸的；（2）長(zhǎng)寬比不大于 4：1 的工件；（3）切割周長(zhǎng)不大于 350mm的工件2 鋼件的火焰切割切割結(jié)構(gòu)鋼一般沒(méi)有什么特殊困難，也不必采用什么特殊措施。一般厚度的碳鋼板比較容易順利地進(jìn)行切割。 割炬可選用 G01-100 型或 G02-100 型。割嘴與工件的距離大致等于焰心長(zhǎng)度加上2 4mm。為了提高切割效率，在切割厚度 25mm以上的鋼板時(shí)，割嘴可向后（即切割前進(jìn)的反方向）傾斜2030。普通等壓式割嘴機(jī)械切割低碳鋼的工藝參數(shù)見(jiàn)表 6。表 6 普通等壓式割嘴機(jī)械切割低碳鋼的工藝參數(shù)板厚/mm割嘴號(hào)碼氣體壓力 /kPa切割速度/mm.min-1消耗量 /ML.min -1氧氣汽油氧氣汽油5

15、15129445050041.7 50.05.8 6.71530234335045058.3 75.07.5 8.33050344025035091.7 1087.5 8.350 10045880230250150 1838.3 10.01001505686200230167 2178.3 10.01502006784170200217 26710.0 11.72002507882150170267 38313.3 15.0250300898090 120417 50015.0 16.7（1）大厚度鋼板的切割通常把厚度超過(guò) 100mm的工件切割稱為大厚度切割。大厚度鋼板切割時(shí)由于工件較厚，切割

16、有一定難度。切割 大厚度鋼板的主要難點(diǎn)是： 預(yù)熱處鋼材上、下部受熱不均勻，如果操作不當(dāng)，起割時(shí)往往不能沿厚度方向順利穿透而造成切割失??； 因?yàn)殇摬谋容^厚， 燃燒反應(yīng)沿厚度方向傳播需要一定時(shí)間，同時(shí)越到切口下部， 切割氧流動(dòng)量越小、 純度越 低，使后拖量增加。 熔渣多，切割氧流排渣能力減弱，容易在切口底部形成熔渣堵塞，使正常切割過(guò)程遭到破壞。切割大厚度鋼件，由于氧氣壓力增高，不但使氧氣流變成圓錐形，而且氧氣流的冷卻作用也增大，因而影響切 割質(zhì)量及切割速度。如果切割更厚的鋼件（600mm以上），由于預(yù)熱火焰加熱鋼件的下層金屬困難，使鋼件受熱不均勻，結(jié)果下層金屬的傳熱就比上層金屬來(lái)得慢。這樣，切割厚

17、鋼板時(shí)，上部金屬與下部金屬燃燒是不均 勻的， 總是上部快下部慢， 使切割氧射流在前進(jìn)方向呈現(xiàn)一弧形， 相應(yīng)地在工件上產(chǎn)生一向后拖延的弧形割縫， 這弧形割縫始末端之間的距離稱為后拖量（見(jiàn)圖9）。如果割縫產(chǎn)生很大的后拖量，容易使熔渣堵塞割口底部造成切割困難。厚大板切割的后拖量，可以從割縫上觀 察到并且能測(cè)量出來(lái)。切割過(guò)程中，后拖量是不可避免的。后拖量小時(shí)，割縫寬度均勻、表面光滑、沒(méi)有大梳 齒凸出和橫向的線槽。實(shí)現(xiàn)大厚度鋼板切割的最重要條件是向切割區(qū)提供足夠的氧氣流量，所需的切割氧流量Q可按下式估算，即Q 0.09 0.14（1）式中Q 大厚度鋼板切割時(shí)所需的切割氧流量，m3/h； 鋼板厚度， mm

18、。整個(gè)供氧系統(tǒng)，包括減壓器、各種接頭和閥件、割炬進(jìn)氣管、割嘴孔徑等都要滿足相應(yīng)的供氧能力，避免產(chǎn)生 節(jié)流現(xiàn)象。要根據(jù)鋼板厚度和切割長(zhǎng)度，準(zhǔn)備足夠的氣源，以免中途因氧氣用盡而中斷切割(大厚度鋼材要重 新起割是很困難的)。為了使切割過(guò)程順利進(jìn)行，往往在起割時(shí)使割炬傾斜一角度，等火焰穿透工件后，割炬一邊移動(dòng)一邊逐漸將割 炬恢復(fù)到垂直位置。大厚度切割容易產(chǎn)生后拖，切割將要結(jié)束時(shí)由于后拖原因，工件底部有切不透現(xiàn)象，使工件不能分離。為了解 決這個(gè)問(wèn)題，可在切割將要結(jié)束、割炬將要移出工件時(shí)，將割炬后傾約10左右，并放慢切割速度，這樣可減少后拖。切割厚度 300mm以上的大厚度工件時(shí)， 要選用大型號(hào)的割炬和割

19、嘴， 而且切割時(shí)氧氣要供應(yīng)充足。 開(kāi)始切割時(shí)， 預(yù)熱火焰要大，首先由工件的邊緣棱角處開(kāi)始預(yù)熱，將工件預(yù)熱到切割溫度時(shí)，逐漸開(kāi)大切割氧氣并將嘴頭后 傾；待工件邊緣全部切透時(shí)，加大切割氧氣流，并使嘴頭垂直于工件，同時(shí)割嘴沿割線向前移動(dòng)。切割更大厚 度鋼板時(shí)前進(jìn)速度更慢，割嘴要作橫向月牙形擺動(dòng)(見(jiàn)圖10)。如果氧氣流進(jìn)入工件過(guò)我見(jiàn)圖 11(b) 或火焰過(guò)如，上部起割后就移動(dòng)割炬，會(huì)出現(xiàn)圖 11(c) 所示的現(xiàn)象，并 產(chǎn)生圖 11(d) 所示的結(jié)果，在端部下方殘留未割穿的角形部分。如果切割氧壓力過(guò)高或切割速度不合適，將會(huì) 出現(xiàn)圖 11(e) 所示的現(xiàn)象。 切割氧壓力過(guò)低或起割時(shí)割炬移動(dòng)速度過(guò)快， 會(huì)出

20、現(xiàn)圖 11(f) 所示的情況。 這些不正 確的起割方式都會(huì)導(dǎo)致切割失敗。大厚度碳鋼和低合金鋼的手工切割工藝參數(shù)見(jiàn)表 7 和表 8。表 7 大厚度碳鋼和低合金鋼的手工切割工藝參數(shù)板厚 /mm氧氣壓力 /kPa單位切割長(zhǎng)度的耗量 /ML.m-1預(yù)熱氧切割氧氧氣汽油30029411765800303503921176174080003840039211761740112004645049014701764155005550049014701764216006555058817642156295006005881764215638600表 8 大厚度碳鋼和低合金鋼低壓大流量氧手工切割工藝參數(shù)鋼材板厚

21、/mm切割氧孔直徑 /mm切割氧壓力 /kPa切割氧耗量 /L.h -13053.745.6225 33328300425004064.32 7.36176 37236800566005084.93 8.44147 35248200708006105.61 8.44196 33356600850007116.35 9.53176 28465200991008136.35 9.53206 352764001133009147.37 10.72176 2748500012720010167.37 10.72206 3149630014160011187.37 11.90176 3521075001

22、5600012198.44 11.90196 274113300169800注：對(duì)其他厚度的鋼材，切割氧耗量 Q可按公式 Q0.09 0.14 (m3/h) 計(jì)算。（2）薄鋼板的切割切割厚度 4mm以下的鋼板時(shí)， 因鋼板較薄， 氧化鐵渣不易吹掉， 而且冷卻后氧化鐵渣粘在鋼板背面更不易清除。 薄板受熱快而散熱慢，當(dāng)割嘴剛過(guò)去時(shí)，因割縫兩邊還處在熔融狀態(tài)，這時(shí)如果切割速度稍慢及預(yù)熱火焰控制 不當(dāng)，易使鋼板變形過(guò)大，且鋼板正面棱角也被熔化，形成割開(kāi)后又熔合在一起的現(xiàn)象。切割薄板時(shí)，為了得到較好的切割效果，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 預(yù)熱火焰功率要小，加熱點(diǎn)落在切割線上，并處于切割氧流的正前方； 割嘴應(yīng)向前傾斜

23、，與鋼板與 25 45角，割嘴與工件表面的距離為 10 15mm； 切割速度要盡可能快； 選用 G01-30 割炬及小號(hào)割嘴。厚度 36mm鋼板使用 1 號(hào)割嘴可以進(jìn)行正常切割， 主要問(wèn)題是工件因受熱變形而發(fā)生翹曲。 如切割板條時(shí)， 出 現(xiàn)平面?zhèn)葟?；在切割板邊、板?nèi)開(kāi)孔和成形零件時(shí)，則產(chǎn)生上凸下凹變形，難以獲得正確的零件形狀和尺寸精 度。為此，對(duì)于一般低碳鋼板，為了盡可能減小切割變形，在減小預(yù)熱火焰功率、提高火焰集中度的同時(shí)，可在切 割過(guò)程中一邊切割，一邊灑水進(jìn)行冷卻，也可在板內(nèi)穿孔進(jìn)行周邊切割以減小變形。圖 12 所示為切割薄板時(shí)灑水管的配置。 灑水管與割嘴的垂直距離為 20 50m（m以

24、50mm為最佳），灑水量以 2L/min 為宜，水量過(guò)多并不能產(chǎn)生更好的效果。灑水管可使用一般像膠管。割嘴使用最小呈的，預(yù)熱燃料應(yīng)采用汽油 （因火焰的熱擴(kuò)散性?。?，而不可用丙烷和石油氣。灑水冷卻法切割薄板的工藝參數(shù)見(jiàn)表9。表 9 灑水冷卻法切割薄板的工藝參數(shù)板厚 /mm割嘴號(hào)碼切割速度 /mm.min-1切割氧壓力 /kPa汽油壓力 /kPa割嘴高度 /mm3.20650196084.50600196086.0055019608厚度在 4mm以上的鋼板，很容易進(jìn)行切割，而且可以保證割縫質(zhì)量。但切割厚度3mm以下薄板則有些困難，特別是切割技術(shù)不熟練時(shí)，一般切割質(zhì)量不理想。切割較薄的鋼板時(shí)，薄板變

25、形和翹曲更為嚴(yán)重，而且由于火焰 的高溫，會(huì)使切口邊緣同時(shí)發(fā)生熔化并粘積在鋼板切口的底面，很難清除。甚至?xí)霈F(xiàn)前面割出的切口隨后又 熔合在一起的現(xiàn)象，切割質(zhì)量很差。為了順利切割這種極薄板， 可使用 BG01-0.5 型手工割炬和階梯形割嘴。 也可將最小號(hào)射吸式割嘴用鋼絲堵塞 2 3 個(gè)預(yù)熱孔。薄鋼板機(jī)械切割時(shí)應(yīng)選用 1 號(hào)割嘴，手工切割時(shí)選用 G01-30 型割炬和小號(hào)割嘴。這樣可使熱影響 區(qū)寬度減小，并能消除割縫邊緣的過(guò)熱現(xiàn)象。預(yù)熱火焰要小， 割嘴后傾角加大到 30 40，割嘴與工件距離加大到 1015mm，在切割不中斷的情況下切割 速度盡可能快些。還要注意在切割氧放出后應(yīng)使火焰成筆直的單線針

26、狀。如果火焰形狀不對(duì)，應(yīng)該及時(shí)修整或 更換切割氧割嘴。另一種切割薄板的工藝方法是使用氧簾割嘴，不但切割速度快，切口質(zhì)量好，而且工件變形也很小。對(duì)于極薄板的切割加工也可采用疊板切割工藝，或者用策束等離子弧切割乃至激光切割。3 多層疊板的切割1）疊板切割的特點(diǎn)疊板切割是把數(shù)張乃至數(shù)十張薄鋼板板疊成一摞進(jìn)行切割的一種高效切割法，圖 13 所示為多層疊板切割的示 意。這種方法特別適用于厚度 1.0 5.0mm薄鋼板的切割， 這類薄板切割時(shí)因熱變形很難獲得所需形狀和尺寸精 度良好的零件。板厚大于 14mm后，由于不易壓緊，就不適合用這種方法。與單層切割相比，疊板切割具有以下優(yōu)點(diǎn)： 減小切割時(shí)間，提高生產(chǎn)

27、效率。疊板總厚度100 120mm時(shí)，切割效率高于高速等離子弧單件切割的效率； 切割質(zhì)量好，單張板之間的間隙小于 0.1mm 時(shí)可獲得無(wú)粘渣的切割邊； 板與板之間的摩擦力限制了切割過(guò)程中的熱變形，割出的零件具有良好的尺寸精度； 燃料消耗量大大降低，顯著的節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本。實(shí)現(xiàn)疊板切割的重要條件是板與板之間必須貼緊，切割前要將多層鋼板夾具夾緊，盡可能不留空隙。為了夾緊 鋼板，一般可采用大的卡蘭夾緊，也可用兩張厚度8mm左右的鋼板作為上、下蓋板。如果鋼板的尺寸大，可使用氣動(dòng)壓緊裝置。對(duì)比較平整的薄板，也可用焊接方法將疊板固定，如圖14 所示。為了使開(kāi)始起割順利，可將上、下鋼板錯(cuò)開(kāi)，使端面疊成

28、3 5的傾角。疊板切割可切割 0.5mm 以上的鋼板，總厚度不宜超過(guò) 120mm。疊板切割最好選用切割能力大于總厚度的割嘴， 要有充分的余量。疊板切割用的設(shè)備一般采用半自動(dòng)切割機(jī)，零件外形復(fù)雜可使用移動(dòng)式仿形切割機(jī)。如果零 件尺寸比較大，而同形零件的批量又多，也可采用專用自動(dòng)化疊板切割設(shè)備。圖 15 所示為疊板光電跟蹤自動(dòng)切割裝置。 它由光電跟蹤裝置、 水冷式 6 割炬切割門(mén)架、 壓緊裝置等構(gòu)成。 適用 于切割厚度 6 14mm的鋼板組成的疊板，最大疊板總厚度120mm。2）疊板切割工藝要點(diǎn) 每張待切割鋼板的表面必須平整、清潔，允許有輕度銹痕。 鋼板之間的間隙（一般不應(yīng)超過(guò) 0.5mm）對(duì)切割

29、質(zhì)量和切口下緣粘渣程度有很大影響。切割面粗糙度要求低 于 50 m 時(shí)，間隙應(yīng)控制在 0.1mm以內(nèi)。 疊板總厚度較大時(shí)，為了便于起割，應(yīng)把上面的每張板邊稍伸出一些（見(jiàn)圖14 ）。這樣，實(shí)際切割厚度逐漸增大，有利于保證切割質(zhì)量。必須從板的內(nèi)部開(kāi)始起割的場(chǎng)合，可采用預(yù)鉆起割孔的方法，從鉆孔處割入。 為確保割出零件的質(zhì)量，可在疊板的上表面加放一張薄板，作為工藝板。 割嘴選用切割氧壓力 0.69MPa 的擴(kuò)散型割嘴。切割氣孔徑按下述原則選定：a 疊板總厚度 30mm時(shí)，割嘴的切割能力應(yīng)大于總厚度 10；b 疊板總厚度 50mm時(shí)，割嘴的切割能力應(yīng)大于總厚度的 80 90（例如，總厚度為 60mm，應(yīng)

30、選用能切 割厚度 110mm的割嘴）。 預(yù)熱火焰功率增大些，但火焰應(yīng)采用輕微碳化焰 切割速度應(yīng)比同等厚度單板的切割速度減慢約5。多層疊板光電跟蹤自動(dòng)切割裝置的切割工藝參數(shù)見(jiàn)表10。氧- 汽油半自動(dòng)疊板切割的工藝參數(shù)見(jiàn)表11表 10 多層疊板光電跟蹤自動(dòng)切割裝置的切割工藝參數(shù)疊板總厚度割嘴種類切割氧汽油切割速度切割面粗/mm壓力 /MPa流量 /m3.h -1/MPa/mm.min-1糙度/ m616 96擴(kuò)散形0.6922022550 以下911 99擴(kuò)散形0.6922022550 以下1210 120擴(kuò)散形0.6922020050 以下表 11 氧 - 汽油半自動(dòng)疊板切割的工藝參數(shù)鋼板厚度

31、與層數(shù)/mm表面銹蝕程度割嘴切 割氧孔 徑 /mm氧氣 壓力 /MPa汽油壓力/MPa切割速度/mm.min-1夾緊力/kN板與板 的間隙/mm切割面 粗糙度/m63重0.750.7902509.820.602563重0.750.7903808.1720.152563重0.750.7904108.17202565重0.750.79023016.34202565無(wú)0.900.79039016.34202568重0.900.79018019.6020.425612輕0.900.79016016.3420.4 0.525142重0.650.7904100.1 0.212.5146輕1.450.790

32、2350.03 0.34注： 1、割嘴為 GK1型擴(kuò)散形割嘴。2、厚度 14mm鋼板因剛度大，夾緊后其間隙無(wú)變化。3、被切割材料為 Q235 低碳鋼。生產(chǎn)實(shí)踐證明， 采用多層疊板切割工藝， 切割厚度 1.5 2mm的鋼板能獲得滿意的切割質(zhì)量。 把薄鋼板疊 成 25 50 層，可用起割一次切開(kāi)，切口質(zhì)量良好。4 圓鋼和鋼管的切割（1）圓鋼的高效切割圓鋼的高效切割是把數(shù)根圓鋼平行緊靠排列進(jìn)行連續(xù)切割的工藝， 如圖 16所示。先將第 1 根圓鋼預(yù)熱到燃燒溫 度，利用適當(dāng)后傾的割炬以一定的速度進(jìn)行切割。當(dāng)割炬行至34和 67 位置時(shí)，切口中的熔融氧化鐵加熱下一根圓鋼表面并達(dá)到燃點(diǎn)，在切割氧流的作用下開(kāi)

33、始切割過(guò)程，于是使數(shù)根圓鋼得以連續(xù)的進(jìn)行切割。連續(xù) 切割的根數(shù)取決于圓鋼的直徑和切割機(jī)上割炬的有效行程。切割圓形截面半成品時(shí)，最好在開(kāi)始切割處用扁鏟作出割痕，因?yàn)榍懈铋_(kāi)始處有毛剌，能迅速地加熱到熔化狀 態(tài)，切割過(guò)程容易開(kāi)始。在圓鋼切割過(guò)程中，實(shí)際切割厚度經(jīng)常處于變化中，切割速度也要隨之變化。實(shí)踐中，通常取一個(gè)相對(duì)合適的 平均速度作為切割速度。此外，割炬高度從位置需加以調(diào)節(jié)，以后只要保持的高度即可。割炬后傾角 取決于圓鋼直徑和平均切割速度，由試驗(yàn)確定。連續(xù)切割碳素鋼圓鋼的工藝參數(shù)見(jiàn)表12。表 12 連續(xù)切割碳素鋼圓鋼的工藝參數(shù)圓鋼直徑 /mm割炬傾角 / （）切割速度/mm.min -1氧氣壓力

34、/MPa天然氣壓力/kPa割嘴孔徑 /mm氣體消耗量 /m3.min -1氧氣天然氣45353750.39591.20.0550.00460353200.49591.50.0950.00880322550.49591.50.1470.012100322250.49591.50.2150.015120321900.54691.70.2750.019140301750.59692.00.3100.025160301600.64792.00.3800.029180301500.64792.50.5700.035圓鋼連續(xù)切割的高效性在于單根圓鋼切割時(shí)因起割處外表面是圓弧，預(yù)熱時(shí)間占整個(gè)切割時(shí)間的40

35、50連續(xù)切割時(shí)只需預(yù)熱第 1 根圓鋼，因此可使其切割效率提高 15 倍。（2）鋼管的切割鋼管的切割分為固定鋼管和轉(zhuǎn)動(dòng)鋼管的切割。不論哪一種管件的切割，預(yù)熱時(shí)，火焰均應(yīng)垂直于鋼管的表面。待切透以后，將割嘴逐漸傾斜，直到接近于管子的切線方向后，再繼續(xù)切割。固定鋼管（橫吊管）的切割如圖 17 所示，首先從管子的下部（仰臉位置）開(kāi)始預(yù)熱。切割時(shí)，割嘴沿接近管子的切線方向按圖中 1 所示的方向進(jìn)行切割。當(dāng)切割到管子的水平位置時(shí)，關(guān)閉切割氧，再將割炬移到管子的下 部并沿圖中 2 所示的方向繼續(xù)切割。這種由下至上的切割方法有以下優(yōu)點(diǎn)： 切縫看得清楚，割炬移動(dòng)方便； 當(dāng)切割終了時(shí)，割炬正好在水平位置，不易被已

36、切斷的管子碰壞嘴頭。轉(zhuǎn)動(dòng)鋼管的切割和快速切割示意如圖 18 所示。首先預(yù)熱管側(cè)部位， 嘴頭與管子表面接近垂直。 切透后嘴頭往上 傾斜并與管子成接近切線角度。切割過(guò)程中，割炬應(yīng)不斷改變位置，以保持這一切割角度。切割一段后暫時(shí)停 止，將管子稍加轉(zhuǎn)動(dòng)后，再繼續(xù)切割。較小直徑的管子可分23 次割完，較大直徑的管子可多分幾次，但分鍛越少對(duì)切割越好。大直徑鋼管或圓筒的快速切割如圖18(b) 所示。把圓管置于回轉(zhuǎn)胎具上按逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，將割炬設(shè)在偏離圓 管頂面一定距離處。切割時(shí)，切割氧流相對(duì)切口前緣形成一個(gè)攻角，同時(shí)熾熱的熔渣沿管壁內(nèi)、外表面把切口 前緣預(yù)熱至很高溫度，大大加速了鐵 - 氧燃燒反應(yīng)，使切割速

37、度大為提高1525角，管割炬偏離管頂?shù)木嚯x按以下方法確定：從切割點(diǎn)作管子外圓的切線，使割炬軸線與此切線成 壁厚時(shí)角度取大一些 當(dāng)采用適當(dāng)?shù)臄U(kuò)散形割嘴切割時(shí)，可達(dá)到下列切割速度： 鋼管直徑 300 1020mm、壁厚 12mm，切割速度 15. 2500mm/min； 鋼管直徑 700800mm、壁厚 10mm，切割速度 3500 3600mm/min?？焖偾懈罟に囋诼菪苌a(chǎn)線上用于管子害長(zhǎng)切割。為了縮短預(yù)熱時(shí)間，可采用起割處附加低碳鋼?；蚨潭武?絲的辦法來(lái)加速起割。5 難切割材料的切割(1)不銹鋼的振動(dòng)切割不銹鋼在切割時(shí)生成難熔的 Cr2O3，所以不能用普通的火焰切割方法進(jìn)行切割。不銹鋼焊接

38、結(jié)構(gòu)的制造中，如 果厚度適宜，應(yīng)盡量采用切割質(zhì)量好、效率高的等離子弧切割工藝。但是等離子弧切割的厚度有限。隨著厚度 的增加，電源的功率增加，切割質(zhì)量變差，電極噴嘴耗損嚴(yán)重。當(dāng)厚度超過(guò)100mm時(shí)，用等離子弧切割方法已難以切割。對(duì)于雖有等離子弧切割條件， 但遇到需要切割厚度 150200mm以上的不銹鋼冒口或大厚度鋼板時(shí)， 或沒(méi)有等離 子弧切割條件時(shí)， 可采用振動(dòng)切割和金屬粉末切割法 （氧 -熔劑切割法）。 也可以采用氧 -熔劑切割的工藝方法。振動(dòng)切割法是采用普通割炬而使割嘴不斷擺動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)切割的方法。這種方法雖然切口不夠光滑，但突出的優(yōu)點(diǎn) 是設(shè)備簡(jiǎn)單、操作技術(shù)容易掌握，而且被切割工件的厚度可以很

39、大，甚至可達(dá)300mm以上。不銹鋼振動(dòng)切割的示意如圖 19 所示。不銹鋼振動(dòng)切割的工藝要點(diǎn)如下：采用普通的 G01-300 型割炬，預(yù)熱火焰較一般碳鋼切割火焰要大且集中。氧氣壓力要大15 20，采用中性火焰。切割開(kāi)始時(shí)，先用火焰加熱工件邊緣，待其達(dá)到紅熱熔融狀態(tài)時(shí)，打開(kāi)切割氧氣閥門(mén)，少許抬高割炬， 熔渣即從切口處流出。此時(shí)割炬應(yīng)立即做一定幅度的前后、上下擺動(dòng)，便可進(jìn)行連續(xù)切割。割嘴擺動(dòng)的頻率為每分鐘 80 次左右，振幅為 10 15mm。利用火焰的高溫（ 3200）來(lái)破壞切口處的氧化膜， 使鐵繼續(xù)燃燒，并借助于火焰中的氧流前后、上下振動(dòng)的沖擊研磨作用，沖掉熔渣，達(dá)到連續(xù)切割的目的。（2）復(fù)合鋼

40、板的切割不銹復(fù)合鋼板的切割不同于一般碳鋼的切割。由于不銹鋼復(fù)合層的存在，給切割帶來(lái)一定的困難，但它比單一 的不銹鋼板容易切割。用一般切割碳鋼的規(guī)范來(lái)切割不銹復(fù)合鋼板，經(jīng)常發(fā)生切不透的現(xiàn)象。保證不銹復(fù)合鋼 板切割質(zhì)量的關(guān)鍵是使用較低的切割氧氣壓力和較高的預(yù)熱火焰氧氣壓力。因此，應(yīng)采用等壓式割炬。切割不銹復(fù)合鋼板時(shí)，基層（碳鋼面）必須朝上，切割角度應(yīng)向前傾，以增加切割氧流所經(jīng)過(guò)的碳鋼的厚度， 這對(duì)切割過(guò)程非常有利。操作中應(yīng)注意將切割氧閥門(mén)開(kāi)得較小一些，而預(yù)熱火焰調(diào)得較大一些。切割 16mm4mm復(fù)合鋼板時(shí)，采用半自動(dòng)自動(dòng)切割機(jī)分別送氧的切割工藝參數(shù)為：切割氧壓力0.2 0.25MPa，預(yù)熱氣壓力

41、0.7 0.8MPa。改用手工切割后所采用的切割工藝參數(shù)為： 切割速度 360380mm/min，氧氣壓力 0.7 0.8MPa，割嘴直徑為 2 2.5mm（ G01-300 型割炬， 2 號(hào)嘴頭），嘴頭與工件距離 5 6mm。（3）鑄鐵的振動(dòng)切割鑄鐵材料的振動(dòng)切割原理和工藝基本上與不銹鋼振動(dòng)切割相同。切割時(shí)，以中性火焰將鑄鐵切口處預(yù)熱至熔融 狀態(tài)后，再打開(kāi)切割氧氣閥門(mén)，進(jìn)行上下振動(dòng)切割。每分鐘上下擺動(dòng) 60 次左右。鑄鐵厚度在 100mm以上時(shí)，振 幅為 815mm。當(dāng)切割一段后，振動(dòng)次數(shù)可逐漸減少，甚至可以不用振動(dòng)，而像切割碳鋼板那樣進(jìn)行操作，直 至切割完畢。切割鑄鐵時(shí)，也有采用沿切割方向

42、前后擺動(dòng)或左右橫向擺動(dòng)的方法進(jìn)行振動(dòng)切割的，如采用橫向擺動(dòng)。根據(jù)工 件厚度的不同，擺動(dòng)幅度可在 8 10mm范圍內(nèi)變動(dòng)。（4）合金鋼的切割合金鋼因含有較多的合金元素，如 C、Mn、Mo、Cr、Ni、Si 、 W等，這些元素對(duì)鋼材的切割性能有很大的影響。 一些元素還使鋼材產(chǎn)生淬硬傾向， 而切割過(guò)程的熱循環(huán)特點(diǎn)是快速加熱并迅速冷卻， 切割邊緣會(huì)出現(xiàn)淬硬組織， 特別是在工件厚度大、環(huán)境溫度低的場(chǎng)合。因此，一些合金鋼為了恢復(fù)其切割前的性能，切割后還需進(jìn)行熱處 理。切割中、高碳鋼和各種低合金鋼時(shí)，鋼的碳當(dāng)量對(duì)切割性能的影響見(jiàn)表13，一些大厚度低合金鋼的割前預(yù)熱和割后熱處理措施見(jiàn)表 14 。表 13 鋼的

43、碳當(dāng)量對(duì)切割性能的影響碳當(dāng)量 / 切割性能 鋼號(hào)舉例 1.1為了避免出現(xiàn)裂紋，需預(yù)熱至 300 450 或更高溫度， 并隨后緩冷 （放入爐中或用隔熱 材料保溫）。含碳量大于 1.2 的鋼難以切割30CrNi4,40CrVa25CrMnSi,30CrMnSi,35CrMnSi,50CrMnSi,33CrSi,40CrSi,35CrAlA,20Cr3,35Cr2MoA, 25CrNiWA,40CrMnMo,45CrNiMoVA,50CrMnA, 50CrAlA,50CrMnVA,50CrNiMo,12Cr2Ni3MoA注：碳當(dāng)量()計(jì)算公式為Ceq C+0.16Mn+0.3 (Si+Mn)+0.4

44、Cr+0.2V+0.04 (Ni+Cu)表 14 一些大厚度低合金鋼的割前預(yù)熱和割后熱處理措施鋼號(hào)切割厚度 /mm預(yù)熱溫度/ 割后熱處理20SiMn1000 以上200 250保溫緩冷37SiMn2MoV38SiMn2Mo20Cr3WMoV34CrMoV34CrMoA600 以上250 350立即進(jìn)爐保溫緩冷或回火60SiMnMo60CrMnMo 5CrSiMnMoV5CrMnMo3Cr2W8V400 以上420 450立即進(jìn)爐 630650回火注：鍛件應(yīng)在最終熱處理前切割，鑄件應(yīng)在消除鑄造應(yīng)力后進(jìn)行切割。合金元素含量較高的鋼，切割前的預(yù)熱溫度應(yīng)根據(jù)鋼的切割碳當(dāng)量確定。有關(guān)文獻(xiàn)推薦的合金鋼切割

45、前預(yù)熱溫 度的計(jì)算公式為T(mén)ph500Ceq（1+0.0002 ）0.45-1/2（2）式中Tph 切割前預(yù)熱溫度，； 工件厚度， mm；Ceq切割碳當(dāng)量，。Ceq C+0.155 （Cr+Mo）+0.14 （Mn+V）+0.11Si+0.045（Ni+Cr）（3）當(dāng)被切割的工件厚度小于 100mm時(shí)，厚度影響很小，可略去不計(jì)。于是公式（2）可簡(jiǎn)化為T(mén)ph500（Ceq0.45 ）1/2（4）由公式（ 4）可知，對(duì)厚度小于 100mm的鋼材，其切割碳當(dāng)量 Ceq 0.45 時(shí)，一般不需切割前預(yù)熱。高合金鋼切割前預(yù)熱和割后熱處理?xiàng)l件見(jiàn)表 15表 15 高合金鋼切割前預(yù)熱和割后熱處理?xiàng)l件鋼的組織類型

46、馬氏體馬氏體 +鐵素體鐵素體奧氏體 +鐵素體預(yù)熱條件250350一般不預(yù)熱，厚大截面、外形復(fù)雜的零件預(yù)熱 250350不需預(yù)熱不需預(yù)熱割后熱處理淬火并回火，或 65095065095回火或退火加熱至 750850，水淬不需割后熱處理加熱至 10501150隨后快冷， 奧氏體 不需預(yù)熱或切割時(shí)用水急冷邊緣 切割厚度 100mm以下的高碳鋼和合金元素含量高的鋼材時(shí)，應(yīng)適當(dāng)放慢切割速度。這樣有助于降低冷卻速度和 切割工件邊緣的淬硬性，對(duì)切割后需進(jìn)行機(jī)械加工的工件尤為必要。切割這些鋼材時(shí)適宜的切割速度可根據(jù)下 達(dá)公司確定，即 o0.8 1-（Ceq 0.45） 1/2 （5）式中 合金鋼的切割速度，

47、mm/min；o同等厚度碳鋼（ Ceq0.45 ）的切割速度最佳值， mm.min；Ceq被切割鋼材的碳當(dāng)量，按公式（ 3）計(jì)算。合金鋼的燃點(diǎn)和熔點(diǎn)等一般比碳鋼要高一些，因此預(yù)熱火焰的功率也要適當(dāng)增大火焰切割操作工藝核心提示：一 : 機(jī)床加工范圍及工作環(huán)境要求 1. 本數(shù)控火焰切割機(jī)是一種用于金屬板材切割下料的數(shù)字稱或許控制的自動(dòng)化設(shè)備 . 該設(shè)備在工業(yè)計(jì)算機(jī): 機(jī)床加工范圍及工作環(huán)境要求. 該設(shè)備在1. 本數(shù)控火焰切割機(jī)是一種用于金屬板材切割下料的數(shù)字稱或許控制的自動(dòng)化設(shè)備 工業(yè)計(jì)算機(jī)的控制下采用燃?xì)饣鹧媲懈钭髑懈钤?, 可以在低碳鋼等金屬材料上切割任意圖形 切割厚度可以從 6mm-150m

48、m.（ 如電2. 本機(jī)床的供電電源應(yīng)保持在 380V10%,50HZ1HZ,并建議使用的電網(wǎng)與車(chē)間其他部分 焊機(jī)等 ）的電網(wǎng)分開(kāi)或配備交流穩(wěn)壓電源 , 相對(duì)環(huán)境溫度應(yīng)該為 :-10 C +40 C, 相對(duì)濕度應(yīng) 95%二：加工前的準(zhǔn)備1. 檢查被切割工件的表面有無(wú)鐵銹 . 塵垢或油污，被切割件應(yīng)擺放平整，以便 于散放熱量和排除熔渣2. 檢查氧氣 . 乙炔. 橡膠管和壓力表是否正常，將氣割設(shè)備按操作規(guī)程連接好3. 工件擺放時(shí)應(yīng)盡量保證與 X.Y 軸平行和垂直三: 開(kāi) . 關(guān)機(jī)流程1. 開(kāi)機(jī)2. 關(guān)機(jī)機(jī)床主電源開(kāi) 控制面板電源開(kāi) 伺服電機(jī)開(kāi) 預(yù)熱氧總閥開(kāi)切割氧總閥開(kāi) 選擇割矩 （割槍 ） 調(diào)入程序

49、 點(diǎn)火 調(diào)火 試割切割氧關(guān) 預(yù)熱氧關(guān) 切割氧總閥關(guān) 預(yù)熱氧總閥關(guān) 伺服電機(jī) 關(guān) 控制面板電源關(guān) 機(jī)床主電源關(guān)四: 機(jī)床常用操作1. 移動(dòng)方向 :在自動(dòng)方式下按 X+,X-,Y+,Y- 可以移動(dòng) X.Y 軸相對(duì)應(yīng)的方向2. 回參考點(diǎn) :在自動(dòng)方式下按 H可以直接回到所設(shè)置的原點(diǎn) ,即 X0,Y03. 速度調(diào)整 : 在自動(dòng)方式下 ,按【 F】鍵選擇所需要的速度然后按【 ENTER】鍵, 也 可以在加工過(guò)程中選擇【 F+】或【 F- 】鍵調(diào)整實(shí)時(shí)速度4. U盤(pán)讀入程序 :在主菜單下按【文件管理】鍵 ,選擇【 USB輸入】 ,移動(dòng)光標(biāo)選 擇所需要的程序 , 按【 ENTER】鍵5. 坐標(biāo)原點(diǎn)的設(shè)置 : 當(dāng) X.Y 軸移動(dòng)到一定位子時(shí) , 在主菜單下按【手動(dòng)輔助】 , 選擇【坐標(biāo)設(shè)置】 , 再同時(shí)按【空格鍵】 +【ENTER】實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)清零 , 這時(shí)候所生成的原點(diǎn)既是加工程序要的原點(diǎn)6. 斷點(diǎn)設(shè)置 : 系統(tǒng)的斷點(diǎn)設(shè)置由兩種方法 , 其一是通過(guò)加工中的暫停 ,自動(dòng)生成暫停