火焰切割工艺的工作原理

火焰切割 – 分步工艺、特性和应用

ESAB 在火焰切割方面的经验可以追溯到 1907 年。火焰切割被认为是最具成本效益的工艺，适用于碳钢切割。其最大的一个优点是，该工艺可以与等离子或水射流结合使用来切割同一部分。在本文中，您将了解火焰切割工艺的工作原理。

什么是火焰切割？

火焰切割是一种工艺，即使用燃料气体和氧气混合物来切割金属。一些常用的燃料气体包括丙烷、天然气、乙炔和一些其他混合气体。该技术常用于切割钢板的 CNC 机器中。

火焰切割工艺的工作原理

火焰切割是纯氧和钢之间发生的化学反应，以形成氧化铁。可以将其描述为快速、可控的生锈。带火焰的氧燃料割炬用于将钢板切割成不同形状。

以下是火焰切割工艺工作原理的相关基础知识：

第 1 步：预热

在切割钢板之前，用预热火焰将金属加热到其点燃温度，约 1800°F。这样，钢就会很容易与氧发生反应。氧燃料割炬用于提供预热火焰来加热金属。

燃料气体与氧气在割炬内混合，形成高度易燃的混合物。割炬有一个喷嘴，上面含多个孔，这个喷嘴呈圆形，使易燃气体混合物集中成多个小喷嘴。这种燃料氧气混合物在喷嘴外被点燃。由此产生的预热火焰在喷嘴尖端形成。通过调整燃料与氧气的比例，可以调整预热火焰，以可能最小的火焰产生可能最高的温度。这有助于将热量集中在要切割的钢板表面的一小块区域。

第 2 步：刺穿

在应用预热火焰时，钢板表面达到点燃温度（约 1800°F）。然后，纯氧以细高压流的形式流向加热区域，刺穿钢板。这就是所谓的“切割氧气”。当切割氧气流撞击预热过的钢板时，快速氧化过程就开始了。氧化后的钢板变成熔渣。需要清除熔渣，使氧气流刺穿钢板。氧气流会到达钢板更深处，具体取决于钢板厚度。在这个过程中，会将熔渣从刺穿的孔中吹出。

第 3 步：切割

当氧气流刺穿钢板时，割炬会以恒定的速度移动，形成连续切割。将该过程中形成的熔渣吹到钢板底部。

氧气和钢板之间的化学反应产生的热量预热了切割前的钢板表面。然而，如果没有预热火焰，这种热量就不足，无法实现切割。因此，在整个切割过程中使用预热火焰，以在割炬移动时增加钢板热量。

火焰切割工艺是否适用于所有金属？

只有氧化物熔点低于母材本身的金属才能通过这种工艺进行切割。否则，一旦金属氧化，就会形成保护层来终止氧化。只有低碳钢和一些低合金满足上述条件，并能有效地通过氧燃料工艺进行切割。

高质量火焰切割的特性

高质量火焰切割具有以下特性：

• 方形上角（半径最小）
• 从上到下切割面平整（没有咬边）
• 切面相对于顶面为正方形
• 干净光滑的表面与近乎垂直的阻力线
• 底部边缘几乎没有渣（刮掉很容易）

这些只是火焰切割的基础知识。影响切边质量的一些因素包括切割氧气压力、板材温度、预热火焰调整、速度、切割高度等。

氧焰切割的各种应用

火焰切割广泛用于坡口焊、斜角焊的板材边缘切割。该切割工艺也用于：

• 手工粗切
• 废料切割
• 自动化精密轮廓切割
• 金属化
• 切割和弯曲
• 火焰硬化

火焰切割工艺具有成本效益和可行性，适用于厚度不同的金属。因此，该工艺可应用于现场维修工作和施工现场。