什么是火焰切割工艺，它是如何工作的？

了解火焰切割工艺的技术

本文重点介绍什么是火焰切割工艺及其工作原理。

什么是火焰切割？

它是一种热切割工艺，用于分离和塑造钢组件。火焰切割使用氧气和燃料源来产生熔化材料的火焰。

一个具有多种名称的工艺

通常称为火焰切割的工艺有许多其他名称，例如氧乙炔切割、氧气燃气切割、氧气燃烧、钢燃烧，等等。该工艺由托马斯·弗莱彻（Thomas Fletcher）于 1901 年获得专利，迄今已有 122 年（截止到 2022 年）历史。它的最早的商业应用之一是英国人所说的“撬银行大门”或“撬保险箱”。

火焰切割的工作原理

该过程是一种热化学过程，需要强热源（称为“预热”）和纯氧。要求纯氧的最低纯度为 99.5%，这是氧气瓶和散装系统中通常的最低纯度。纯度降低 0.1% 会导致切割速度降低约 10%，由此可见纯度的重要性。

虽然氧气来源可能是纯净的，但如果连接不当、软管质量不合格或有任何泄漏，都可能使系统中出现杂质，从而降低切割速度。氧气的高纯度意味着高风险，因此在选择设备和设计管道系统时需要格外小心。有许多文档可以帮助解决这些安全问题。联邦法律 (OSHA) 对于所用设备以及要遵循的程序提出了许多要求。

该工艺可用于切割许多不同的材料，其基本要求是形成的氧化物的熔点必须比要切割的母材低。举一个常见的例子，那就是不能用这种工艺来切割铝，因为铝的熔点为 649-704℃ (1,200-1,300°F)，而氧化铝的熔点为 2760+℃ (5,000+°F)。不锈钢中添加了铬和镍等“抗氧化”添加剂，而火焰切割却是促进氧化的过程，因此，如果没有一些辅助手段，则不能切割不锈钢。

可以切割多大厚度的材料？

该工艺可以切割 254 厘米（100 英寸）厚的钣金板。在 1958 年引入等离子体切割之前，所有厚度都使用火焰切割。如今，比 9.525-12.7 毫米（3/8-1/2 英寸）更薄的金属通常只使用等离子或激光切割，因为薄材料非常难以采用火焰切割。薄材料需要非常强的预热，因为高质量切割要求非常高的切割速度，因此需要高温高速预热。

针对所有厚度的过程都是相同的，即材料必须“预热”到 871-982℃ (1,600-1,800°F)，然后将纯氧排放到预热区域，钢氧化或燃烧，因此称为“燃烧”。（“烧制者”通常指操作员。）最终切割表面的质量会非常出色，顶部边缘锋利，切割表面方正/平坦，下边缘锋利无渣。

控制火焰切割的参数有哪些？

切割质量取决于许多参数，其中最主要的是烧制者/操作员的能力。以下是控制切割质量的简短但不完整的项目/参数列表：

1. 选择适当的切割喷嘴
2. 选择适当的切割氧气压力
3. 适当的预热（切割喷嘴和操作员的功能）包括预热量以及氧气与燃气的比例
4. 适当的切割速度
5. 适当的工作技巧
6. 选择适当的燃气
7. 供气系统（燃气和氧气）足以在所需压力下供应所需的气体量。

这些参数中的大多数可能因要切割的板材的材料和表面状况而异。所有这些项目都由操作员控制，因此，训练有素的操作员很重要。另外，适当且维护良好的机器也很重要性。