气割及设备
气割及设备
一、气割原理
气割是利用气体火焰的热能，将工件切割处预热到一定温度后，喷出高速切割氧流，使其燃烧并放出热量，实现切割的方法。
氧气切割过程包括 3个阶段∶第一个阶段，气割开始时，用预热火焰将起割处的金属预烧温度（燃点）;第二个阶段，向被加热到燃点的金属喷射切割氧，使金属剧烈地燃三个阶段，金属燃烧氧化后生成熔渣和产生反应热，熔渣被切割氧吹除，所产生的热火焰热量将下层金属加热到燃点，这样就将金属逐渐地割穿，随着焊炬的移动，即所需的形状和尺寸。所以，金属的气割过程实质是金属在纯氧中的燃烧过程，而不是熔化过程。气割过程如图2——30所示。
二、气割金属应具备的条件
进行气割的金属必须具备下列条件∶
1.金属的燃点应低于其熔点
这是氧气切割过程能正常进行的最基本条件。只有这样才能保证金属在固态下燃烧形成割缝，否则金属将被熔化而形成熔割。
2.金属氧化物的熔点低于金属熔点
金属气割时形成氧化物的熔点应低于被切割金属的熔点，而且流动性要好，氧化物才能从割缝处吹除。
如果金属氧化物的熔点比被切割金属熔点高，则加热金属表面上的高熔点氧化物会阻碍下层金属与切割氧射流的接触，而使气割发生困难。
3.金属燃烧产生放热反应
在切割氧射流中，金属燃烧时能够产生放热反应。放热反应的结果是上层金属燃烧产生很大的热量，对下层金属起着预热的作用。否则，下层金属就得不到预热，气割过程就不能进行。
4.金属的导热性不应太高
否则，被割金属由预热火焰及金属燃烧时所供给的热量易于散失，气割处的温度较难达到金属燃点。
5.金属的杂质较少
被气割金属中阻碍气割过程的杂质（如碳、铬和硅）要少，提高钢的可淬性的杂质（如钨、钼等）也要少，这样才能使气割过程正常进行，防止气割缝表面产生裂纹等缺陷。
根据上述要求，工业纯铁和低碳钢的气割性最好。低碳钢的燃点（约为1350℃）低于熔点（约为1500℃），燃烧时所产生的热量很大，对下层金属所起的预热作用也很强。随着钢中含碳量的增高，其熔点降低，而燃点增高，气割过程开始恶化。当含碳量超过0.7%时，必须将割件预热至400～700℃才能进行气割;当含碳量在1%～1.2%时，割件已不能正常气割。
因为铸铁的燃点高于熔点，同时会产生熔点高、黏度大的 SiO2切割氧射流不能将其吹除，所以铸铁不能用氧气切割。此外，由于铸铁中含碳量高，碳燃烧后产生的CO 和CO2会冲淡切割氧射流，降低氧化效果，使气割发生困难。
高铬钢和铬镍钢加热时，会形成高熔点的（约1990℃）氧化铬及氧化镍，遮盖了金属的割缝表面，阻碍下一层金属燃烧，因此其气割也比较困难。
铜、铝及其合金有较高的导热性，加之铝在切割中产生的高熔点（2050℃）的A1203，均使气割难以进行。
总之，铸铁、高铬钢、铬镍钢、高碳钢、铝及铝合金、铜及铜合金均不能采用氧气切割，而只能使用等离子切割。
三、气割设备及工具
除割炬与焊炬外，气割所用设备及工具与前面课题所述的气焊设备及工具的构造和工作原理均相同。下面主要介绍割炬的构造、工作原理和使用方法。
割炬是手工气割的主要工具。割炬的作用是将可燃气体与氧气以一定的比例混合后，形成具有一定热量和形状的预热火焰，并在预热火焰的中心喷射切割氧气进行气割。
1.割矩型号的表示方法（图2——31）
2.割矩的分类
（1）按可燃气体与氧气混合的方式不同，割炬可分为射吸式割炬和等压式割炬。其中以射吸式割炬的使用最为普遍。
（2）按用途不同，割炬可分为普通割炬、重型割炬、焊割两用炬等。
3.射吸式割炬的构造及工作原理
（1）射吸式割炬的构造 射吸式割炬以射吸式焊炬为基础。它的结构可分为2 部分∶一部分为预热部分，其构造与射吸式焊炬相同，具有射吸作用，可以使用低压乙炔;另一部分为切割部分，它是由切割氧调节阀、切割氧气管以及割嘴等组成。
割嘴的构造与焊嘴不同（图2—32）。焊嘴上喷孔是小圆孔，所以气焊火焰呈圆锥形;而射吸式割炬的割嘴混合气体的喷射孔有环形和梅花形2 种。环形割嘴的混合气体孔道呈环形，整个割嘴由内嘴和外嘴2 个部分组合而成，又称为组合式割嘴。梅花形割嘴的混合气体孔道，呈小圆孔均匀地分布在高压氧孔道周围，整个割嘴为一体，又称为整体式割嘴。
（2）射吸式割炬的工作原理 射吸式割炬的工作原理如图2—33 所示。
气割时，先逆时针方向稍微开启预热氧调节阀，再打开乙炔调节阀并立即进行点火，然预热氧流量，使氧气与乙炔在喷嘴内混合，经过混合气体通道从割嘴喷出产生环形预。对制件进行预热。待割件预热至燃点时，逆时针方向开启切割氧调节阀，此时高速缝处的金属氧化并吹除，随着割炬的不断移动即在割件上形成割缝。射吸式割炬的阀门调节法如图2-34 所示。
4.割炬的使用注意事项
（1）根据割件的厚度，选用合适的割嘴。装配割嘴时，内嘴与外嘴必须保持同心，这样才能使切割氧射流位于预热火焰的中心，而不发生偏斜。
（2）割炬经射吸情况检查正常后，方可把乙炔胶管接上，并用细铁丝扎紧。
（3）割炬点火后，应将火焰调整正常。如果出现打开切割氧气时火焰立即熄灭的现象，则表明割嘴外套与内嘴配合不当或气道之间漏气等，处理方法是将射吸管螺母拧紧。
（4）应随时用通针清除割嘴通道内的污物、飞溅等，以保持通道清洁、光滑。
（5）当发生回火时，应立即关闭切割氧调节阀，然后关闭乙炔和预热氧调节阀。