什么是火焰切割？

了解火焰切割技术

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。

金属

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

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。

气体

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：

• 乙炔：乙炔产生的火焰温度是所有燃料气体中最高的。它会导致更快的刺穿。它还会产生更强烈的火焰，减少热影响区 (HAZ) 的大小和变形程度。
• 丙烷：丙烷的火焰温度比乙炔低。因此，刺穿速度比乙炔慢；然而，切割速度大致相同。
• MAPP：MAPP 气体是各种碳氢化合物、甲基乙炔和丙二烯的混合物。它通常被用来代替乙炔，因为它可提供分布更均匀的热源。
• 丙烯：丙烯是一种液化石油气产品。它的火焰温度与 MAPP 相似，需要射吸式割炬来实现最佳热流和切割。其工作原理是：将热量集中在热锥的外边缘。
• 天然气：与其他气体相比，天然气的火焰温度最低。因此，它的刺穿时间最慢。

火焰切割工艺

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：

第 1 步：预热

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。

第 2 步：刺穿

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。

第 3 步：切割

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。