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金属热切割第一章热切割概述1、切割及其分类:2、气体火焰切割:气割是利用气体火焰的热能,将工件切割处预热到一定温度后,喷出高速切割氧流,使其燃烧并放出热量实现切割的方法。气割除必须使用氧气外,还需使用可燃气体,如乙炔、丙烷(液化石油气)、甲烷(天然气)或氢等。因此,按所用的可燃气体不同分,气体火焰切割有氧-乙炔切割、氧-丙烷切割、氧-甲烷切割和氧-氢切割等。第二章气割氧气切割过程包括下列三个阶段:气割开始时,用预热火焰将起割处的金属预热到燃烧温度(燃点);向被加热到燃点的金属喷射切割氧,使金属剧烈的燃烧;金属燃烧氧化后生成溶渣和产生反应热,熔渣被切割氧吹除,所产生的热量和预热火焰热量将下层金属加热到燃点,这样继续下去就将金属逐渐的割穿,随着割炬的移动,就切割成所需的形状和尺寸。所以,金属的气割过程是铁在纯氧中的燃烧过程,而不是熔化过程。氧气切割过程是预热-燃烧-吹渣过程。但并不是所有的金属都能满足这个过程的要求,而只有符合下列条件的金属才能进行氧气切割。(1)金属在氧气中的燃烧点应低于熔点,这是氧气切割过程能正常进行的最基本条件。如低碳钢的燃点约为1350℃,而熔点约为1500℃。它完全满足了这个条件,所以低碳钢具有良好的气割条件。随着含碳量的增加,则熔点降低,而燃点即增高,这样使气割不易进行。%的碳钢,其燃点和熔点差不多等于1300℃;%的高碳钢,则由于燃点比熔点高,所以不易切割。铜、铝以及铸铁的燃点比熔点高,所以不能用普通的氧气切割。(2)金属气割时形成氧化物的熔点应低于金属本身的熔点。氧气切割过程产生的金属氧化物的熔点必须低于该金属本身的熔点,同时流动性要好,这样的氧化物能以液体状态从割缝处被吹除。如果氧化物的熔点比金属熔点高,则加热金属表面上的高熔点的氧化物会阻碍下层金属与切割氧流的接触,而使气割发生困难。如高铬或铬镍钢加热时,会形成高熔点(约1990℃)的三氧化二铬(Cr2O3);铝及铝合金加热则会形成高熔点(2050℃)的三氧化二铝(Al2O3)。所以这些材料不能采用氧气切割方法,而只能使用等离子切割。(3)金属在切割氧射流中燃烧应该是放热反应。在气割过程中这一条件也很重要,因为放热反应的结果是上层金属产生很大的热量,对下层金属起着预热作用。如气割低碳钢时,由金属燃烧所产生的热量约占70%左右,而由预热火焰所供给的热量仅为30%。可见金属燃烧所产生的热量是相当大的,所起的作用也很大;相反,如果金属燃烧是吸热反应,则下层金属得不到预热,气割过程就不能进行。(4)金属的导热性不应该太高。如果金属的导热性太高,则预热火焰及气割过程中氧化所析出的热量会被传导散失,这样气割处温度急剧下降而低于金属的燃点,使气割不能开始或中途停止。由于铜和铝等金属具有较高的导热性,因而会使气割发生困难。(5)金属中阻碍气割过程和提高钢的可淬性的杂质要少。被气割金属中,阻碍气割过程的杂质,如碳、铬以及硅等要少;同时提高钢的可淬性的杂质如钨与钼等也要少。这样才能保证气割过程正常进行,同时气割缝表面也不会产生裂纹等缺陷。金属的氧气切割过程主要取决于上述五个条件。纯铁和低碳钢能满足上述要求,所以能很顺利的进行气割。钢中含碳量增高时,气割过程开始恶化,%时,必须将割件预热至400~700℃才能进行气割;当含碳量大于1~%时,割件就不能进行正常气割。气割的应用范围及优缺点见表2-1表2-1气割的应用范围及优缺点1、气割用材料气割使用的气体由助燃气体(氧气)和可燃气体(乙炔、液化石油气)两部分组成。可燃气体的种类很多,常用可燃气体的发热量及火焰温度见下表,选用时考虑的因素是:(1)发热量大,燃烧温度高;(2)对氧气的需用量小;(3)爆炸性小,运输方便。