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切割自动化
如果您想了解“什么是火焰切割”,答案非常简单。它是一种热切割工艺,即利用纯氧和燃料气体切割金属,如厚钢板。
氧燃料割炬产生的热量用于将钢材表面或边缘加热到约 1800 华氏度。然后,氧气通过细高压流形式流向加热区域。钢材开始氧化,吹走后形成空腔。热量和氧气流以一致的速度移动,切割金属。
在火焰切割过程中发生的实际化学反应有时称为“快速生锈”或“快速、可控的生锈”。这仅仅是因为钢被迅速氧化了。
火焰切割也被称为“燃烧”或“割炬切割”,在许多工业环境中广泛使用,但只用于一种金属:钢材。它可以切割各种形状和尺寸的钢材,其厚度介于 0.5 毫米到 250 毫米。
然而,只有含氧化物的金属熔点低于母材本身,才能利用该工艺进行切割。这包括低碳、低碳钢和一些低合金钢。否则,一旦金属氧化,要么开始形成保护壳,要么在切割开始之前,材料融化并流走。
氧气源的纯度不仅会影响切割速度,还会影响切割质量。纯度应不低于 99.5%。
喷嘴设计在确保气流纯净方面起着至关重要的作用。例如,它保护氧气射流免受夹杂空气的影响,这种空气会导致金属中产生气泡或气袋。
在火焰切割系统中,产生的所有燃料气体并非都一样。最常见的有丙烷、乙炔、丙烯、液化石油气、MAPP(甲基乙炔-丙二烯)和天然气。根据火焰温度和热量分布,气体类型会影响切边质量、刺穿时间和切割速度等因素。
以下一些因素可能会影响您选择特定燃料气体的原因:
火焰切割是碳钢切割最经济有效的工艺。它也可与等离子切割或水雾切割相结合来切割同一部分。以下是其工作原理方面的基础知识:
使用氧燃料割炬的预热火焰,将钢材加热到其点燃(或点火)温度,约 1800 华氏度。然后,它就可以和氧气发生反应了。
在割炬内部,燃料气体与氧气混合,形成高度易燃的混合物。喷嘴带有以圆形图案排列的多个孔,可以通过多个小喷嘴集中可燃气体混合物。燃料氧混合物在喷嘴外点燃,预热火焰在喷嘴尖端外形成。
在此过程中,燃料氧比可以调整。这将有助于在尽可能小的火焰下产生尽可能高的温度。这样可提高控制力,热量可以集中在钢板表面的一小块区域。
刺穿仅仅是指被切割表面的初始刺穿。一旦板材表面或边缘达到点燃温度,就会启动氧气射流,开始刺穿板材。这就是所谓的“切割氧”。
射流由喷嘴中心的一个孔形成。当切割氧气流撞击预热过的钢材,快速氧化过程就开始了。
氧化过程被称为放热反应。换句话说,它释放的热量比启动所需的热量要多。然后,被氧化的钢形成熔渣,熔渣被射流吹走,使其能够刺穿材料。
根据钢板厚度的不同,刺穿过程可以在一秒或几秒内完成。在这段时间里,切割氧气流发挥作用,一点点深入,并最终焊透钢板。当这种情况发生时,将熔渣从穿孔吹出。
如果操作得当,钢板上会出现一小滩渣。然而,如果操作不当,可能会产生较大的熔融钢喷泉。
切割氧气流刺穿钢板后,割炬可以开始以恒定速度移动。这会形成连续切割。在调节器上设置的切割喷嘴和气体流量用于控制被切割金属的厚度。
为了让放热反应继续进行,割炬在整个过程中一直加热切割前的钢板。因此,施加给钢板的热量是连续热量,使割炬继续前进。同时,将熔渣从钢板底部吹出。
虽然这些是这个过程的基本步骤,但还有许多其他因素在起作用。其中包括速度、切割氧气压力、预热火焰调整、切割高度和钢板温度。其中每个因素都会影响切割边缘的最终质量,并决定火焰切割操作是否会成功。