氧-熔劑切割操作規(guī)程目的和意義
碳鋼比較容易切割,但有些金屬,例如含鉻量較多的鋼(如不銹鋼、耐熱鋼等)以及鑄鐵、有色金屬等,用一般的氣割方法是無法切割的。因為這些金屬在氧氣中燃燒時,能結(jié)成一種難熔的高熔點氧化物,阻礙了氧氣與金屬表面接觸,使切割過程不能進行。
氧-熔劑切割法又稱為金屬粉末切割法,是向切割區(qū)域送入金屬粉末(鐵粉、鋁粉等)的氣割方法。可以切割用常規(guī)氣體火焰切割方法難以切割的材料,如不銹鋼、銅和鑄鐵等。金屬粉末切割的工作原理如圖2所示。
氧-熔劑切割方法的工藝要點在于:除了有切割氧氣的氣流外,同時還有由切割氧氣流帶出的粉末狀熔劑吹到切割區(qū),利用氧氣流與熔劑對被切割金屬的綜合作用,借以改善切割性能,達到切割不銹鋼、鑄鐵等金屬的目的。
這種方法雖設(shè)備比較復(fù)雜,但切割質(zhì)量比振動切割法好。在沒有等離子弧切割設(shè)備的場合,是切割一些難切割材料的快速和經(jīng)濟的切割方法。
氧-熔劑切割是在普通氧氣切割過程中在切割氧流內(nèi)加入純鐵粉或其他熔劑,利用它們的燃燒熱和除渣作用實現(xiàn)切割的方法。通過金屬粉末的燃燒產(chǎn)生附加熱量,利用這些附加熱量生成的金屬氧化物使得切割熔渣變稀薄,易于被切割氧流排除,從而達到實現(xiàn)連續(xù)切割的目的。
氧-熔劑切割所用的設(shè)備與器材與普通氣割設(shè)備大體相同,但比普通氧-燃氣切割多了熔劑及輸送熔劑所需的送粉裝置。切割厚度小于300mm的不銹鋼可以使用一般氧氣切割用的割炬和割嘴(包括低壓擴散形割嘴),切割更厚的工件時,則需使用特制的割炬和割嘴。
為了使送入切割反應(yīng)區(qū)的熔劑均勻,應(yīng)采用專用的送粉裝置。氧-熔劑切割按熔劑向切割區(qū)送進方式的不同,分為內(nèi)送粉式和外送粉式兩種,見圖3。內(nèi)送粉時,熔劑通過割嘴的切割氧輸送并通過割嘴的切割氧孔道噴入切割反應(yīng)區(qū),這種送粉方式送粉均勻,熔劑基本沒有浪費,送粉效果好,切割效果也好。但是由于熔劑通過切割孔道,對切割氧孔道產(chǎn)生沖刷作用,使割嘴的切割氧孔道損壞嚴重。外送粉時,熔劑由壓縮空氣(或氮氣)通過與割嘴分離的送粉孔送入切割反應(yīng)區(qū),這種送粉方式?jīng)]有內(nèi)送粉均勻,容易造成熔劑浪費,送粉量不易掌握,但這種送粉方式對割嘴沒有損壞。內(nèi)送粉式氧-熔劑切割的切割能力有限,通常只能切割500mm以下的工件,效率也較低。大厚度工件常用外送粉式氧-熔劑切割。
對切割用熔劑的要求是:在氧中燃燒時發(fā)熱量大,燃燒產(chǎn)物的熔點低,流動性好,或具有一定的沖刷作用。最常用的是純鐵粉,其粉度一般為0.11mm或更細,以利于在切割反應(yīng)區(qū)中充分燃燒。為了提高切割效率,改善切割質(zhì)量,尤其在切割有色金屬時,也采用在鐵粉中加鋁粉或其他金屬粉末作熔劑。
采用氧-熔劑切割不銹鋼、鑄鐵,其切割厚度大大提高,國內(nèi)已切割到厚度1200mm。
所加熔劑的成分主要是由鐵粉、鋁粉、硼砂、石英砂等組成。附加的鐵粉、鋁粉在氧氣流中燃燒時,產(chǎn)生大量的熱量,對切割處進行補充加熱,使難熔的氧化物熔化并與被切割金屬表面的氧化物熔在一起。加入硼砂等可使熔渣變稀,使之易于流動,很容易從金屬表面被吹走而打開氧氣進入的通路,使切割過程正常進行。熔劑中除了鐵粉外,還混入其他粉末狀熔劑加入物,熔劑加入物的加入量根據(jù)被切割金屬來確定。
切割不銹鋼及高鉻鋼時,可采用鐵粉作為熔劑。切割高鉻鋼時,也可采用鐵粉與石英砂按1:1比例混合的熔劑。切割時,割嘴與金屬表面距離應(yīng)比普通氣割時稍大些,約為15~20mm,否則容易引起回火。切割速度比切割普通低碳鋼稍低一些,預(yù)熱焰功率比普通氣割高15%~25%。
氧-熔劑方法切割鑄鐵與切割高鉻鋼大致相同,但所用熔劑除鐵粉外,還要加入30%~35%的磷鐵粉。切割鑄鐵時,切割速度要比切割高鉻鋼時低50%~55%,氣體及熔劑的消耗量比切割高鉻鋼時高2.5~3倍。
氧-熔劑方法切割紫銅、黃銅及青銅時,采用的熔劑成分是:鐵粉70%~75%、鋁粉15%~20%、磷鐵10%~15%。切割時,先將被切割金屬預(yù)熱到200~400℃。割嘴和被切割金屬之間的距離根據(jù)金屬的厚度決定,一般在20~50mm之間。
