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切割自动化 气体设备
割炬是一种利用燃气和氧气联合压力进行切割操作的设备。该过程被称为“火焰切割”。本文将介绍针对有效火焰切割调整火焰的流程。
火焰切割/氧气燃烧需要一些强烈的热源,对板材加热,达到足够的切割/燃烧温度。这种热源称为“预热火焰”。不需要加热整块板材(甚至底部),只需在切割反应前对需要的那部分稍微加热。有一些板材必须在切割前进行“预热”,防止切割时开裂。通常,碳含量高于 0.25% 的材料属于这一类。这不是我们正在讨论的“预热”。有些材料需要“预热”到 600°F。还有一些材料需要“预热”,以实现高质量切割。
被称为预热的燃料/氧气混合物使用了大量燃料,每种燃料都有一些吸引人的特性。直到 1970 年,乙炔是主要使用燃料,但由于其不断上升的成本、等离子增长及其他燃料的积极营销,使它不再是主要选择,特别是在等离子也可用的地方。如今最常见的燃料是天然气和丙烷。也有一些天然气或丙烷的混合物,其中添加了一些添加剂,声称可以使其更热。实际上,如果这些气体更热,就没有什么价值了,因为切割速度只在较薄的材料(1/8 -1/2 英寸)上受预热能力(温度)的限制。在较厚的材料中,切割速度受切割氧气流能力(而不是预热)的限制,因此,较高的火焰温度几乎没有价值。
如前所述,预热气体的目的是在切割之前提高板材温度,因此,需要从火焰到板材的高传热率。操作员可以控制以实现这种热量传递的因素包括:
火焰温度通过调节 O/F 比来控制。下表说明了温度如何受这个比率影响。预热量可通过提高或降低对割炬的预热压力来调节。高压会导致高流量,即高速预热。低压会导致低流量/速度。操作员可通过观察火焰焰芯来调整 O/F 比。当这个焰芯长度最短,但其外观却非常明亮时,表明此时的火焰温度最高。无论气体总流量如何,都可以使用这个流程。
所需的预热量根据所要进行的操作而有所不同。如果要开始刺穿,则需要非常高的流量(在正确的 O/F 比下),然后需要非常低的流量(同样在正确的 O/F 比下),以便继续切割作业。这些预热条件通常被称为高预热和低预热。在高预热下,预热不足会导致刺穿时间在 20-120 秒。刺穿时间是切割氧开始前的高预热时间。通过适当控制高预热,在 ½ - 6 英寸材料上的刺穿时间可以始终保持在 10 秒或更短。如果操作在斜面上进行,则在任何时候都需要高预热条件。
适当调整的预热设置会导致顶部边缘锋利、无渣、底部边缘锋利。有时,如果磨鳞很重,则需要更高的预热才能使磨鳞松动,同时保持切割前缘适当加热。预热过度会导致顶部边缘圆润,渣量也会明显增加。通常,渣量增加会导致切割不从底板上脱落。有时渣太顽固,必须用大锤将其从板材上敲下来。
燃料和氧气的实际推荐量 (CFH) 根据触头制造商和触头用途而不同。一般来说,对于实际形状切割,所需的量是天然气 10-20 CFH 和 18-36 CFH 氧气,丙烷 5-10 CFH 和 23-45CFH 氧气。丙烯的流速与丙烷大致相同,但氧气略少。预热量的变化取决于板材表面条件、材料组成、操作员能力,以及其他众多因素。火焰切割既是一门科学,也是一门艺术。