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?？梢郧懈钣贸Ｒ?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。
這種方法雖設備比較復雜,但切割質量比振動切割法好。在沒有等離子弧切割設備的場合,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-熔劑切割所用的設備與器材與普通氣割設備大體相同,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區(qū)的熔劑均勻,應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,分為內送粉式和外送粉式兩種,見圖3。內送粉時,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區(qū),這種送粉方式?jīng)]有內送粉均勻,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,以利于在切割反應區(qū)中充分燃燒。為了提高切割效率,改善切割質量,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。
