【钣技术】金属的切割【钣,钣,技术,金属的切割,切割金属,金属切割,切割技术,金属钣,金属切割片,金属线切割

　　第第第第第第第第第第一一一一一一一一一一章章章章章章章章章章金属的切割切割就是把板材或型材等切成所需形状和尺寸的坯料或工件的过程。金属切割的方法很多钣金、冷作工常用的切割方法有气割、剪切、冲裁、锯削、砂轮切割、碳弧切割和等离子切割等。第一节气割一、气割原理及应用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如图quotquot所示。可见气割的过程是由金属的预热、金属的燃烧和氧化物被吹走三个阶段所组成。图quotquot气割示意图金属的预热是由氧气和可燃气体混合燃烧而放出的热量来实现的工业上常用的可燃气体有氢和碳氢化合物如乙炔、丙烷、煤气、沼气等。几种常用可燃气体的发热量与火焰温度见表quotquot。表quotquot几种可燃气体的发热量与火焰温度名称发热量amp’火焰温度名称发热量amp’火焰温度乙炔煤气-氢.沼气/0丙烷quot丁烷液化石油气1amp’2.3114由于乙炔气的发热量最大火焰温度又最高制取又方便。因此焊割时主要采用氧乙炔焰作为热源则气割又称氧乙炔切割。氧气和乙炔气性质见表quotquot。表quotquot氧气和乙炔气性质气体物理性质化学性质氧气5无色、无味、无臭的气体标准状态下密度为3.678比空气略重在quot1-时气态氧变成浅蓝色的液态氧在quot0时则变成淡蓝色的固体氧气不能自燃只能助燃是一种活泼的助燃气体氧能与许多元素化合生成氧化物一般把激烈的氧化称为燃烧。氧气的化合能力随着压力的增大或温度的升高而增强氧气能与油脂发生化学反应而引起发热燃烧爆炸所以要严禁和油脂接触乙炔9:无色有特殊臭味的气体比空气轻在标准状态下、密度为3/678乙炔能溶解于水丙硐等液体中在3ltamp-下单位体积的丙硐能溶解体积的乙炔乙炔的溶解度随气压的升高而增加随温度的升高而降低乙炔是可燃性气体乙炔与空气混合燃烧时产生的火焰温度为-与氧气混合燃烧时产生的火焰温度可达乙炔是一种具有爆炸性危险的气体温度和压力增加时乙炔便会发生聚合反应形成更复杂的化合物聚合是放热反应如此恶性循环而引起爆炸乙炔的聚合作用与爆炸分解范围见图quotquot。当压力为3-ltamp温度超过-1时乙炔就产生爆炸分解空气中乙炔的含量达3gt1gt尤其是/gt的范围时遇静电火花、高温、明火就会发生爆炸乙炔和氯次氯酸盐等化合会发生燃烧或爆炸??quot??第六篇金属切割与钣金连接图quotquot乙炔的聚合作用与爆炸分解范围乙炔作为广泛应用于工业各领域中的金属热切割气焊的主要能源使用至今已有百多年历史了但由于制取乙炔的能耗大且具有爆炸危险制取乙炔时的废渣给人类的生态环境造成严重污染。因此人们一直在寻找乙炔的换代产品。近年来已开始推广应用液化石油的气以替代乙炔气。液化石油气是炼油厂裂化石油副产品。其主要成分是丙烷amp’、丁烷’、丙烯amp’、丁烯’等碳氢化合物组成的混合物。在常温常压下是无色无味的气体在作为燃料用时通常加入一些有异味的气体。当降温或加压到一定程度则成液态并装入受压瓶内随用随气化故称液化石油气。液化石油气的主要性质有液化石油气极易气化从液态变为气态时体积约膨胀amp倍其密度比空气重。气态是的密度为--./01amp。液化石油气的热值较高其发热量为.23401amp。amp液化石油气也能与空气或氧气构成具有爆炸性的混合物。在空气中的液化石油气含量为amp--amp5时遇明火会发生爆炸但由于燃点比乙炔高液化石油气为6左右乙炔为amp6因此使用时比乙炔安全。液化石油气达到安全燃烧所需的氧气量比乙炔大。因此采用液化石油气代替乙炔耗氧量要大些对割炬结构应作相应的改制。液化石油气的火焰温度比乙炔低约为6用于气割时金属的预热时间稍长。液化石油气在氧气中燃烧速度比乙炔的低所以不易回火。由于液化石油气具有热值较高、价格低廉、又较安全的优点。目前国内外已把液化石油气作为一种新的可燃气体而广泛应用于钢材的气割和焊接。近年来对液化石油气经特别加工后再添加独特配方的高性能添加??quot??第一章金属的切割剂开发出性能比一般的液化石油气更好的可燃气体如“quot工业液态烃气”等再配用“新型超音速割嘴”系列使quot工业液态烃气具有高热值、高燃速、高温度最高火焰温度可达amp’的三高特性。其切割质量好可作精密成型切割预热快、火焰集中能进行大厚度及超大厚度的切割。金属的气割性能由以下几点决定被切割的金属的燃烧温度应比金属的熔点低。被切割的金属达到燃烧温度后在氧气流中能够剧烈地氧化燃烧其氧化熔渣的熔点应比金属的熔点低且流动性好。各种金属及其氧化物的熔点见表。表各种金属及其氧化物的熔点金属熔点-’氧化物熔点-’铁././01amp./021./0锰34amp34015硅622601amp铬78amp78099amp铝:5:0ampamp钼3lt3lt019镍626099amp钛gt611gt6011钒1amp091amp02105钨1amp011021铜7Aamp527A0amp7A0??quot??第六篇金属切割与钣金连接金属的导热性不能太大金属燃烧时放出的热量应大于失散的热量以保持切口处的温度。否则散热太快使切割中断。几种常用金属的气割特点见表quot。表quot几种常用金属的气割特点金属名称气割特点碳钢低碳钢的燃点约amp’低于熔点易于气割。但随着含碳量的增加燃点趋近熔点淬硬倾向增大气割过程恶化铸铁含碳、硅量较高燃点高于熔点气割时生成的二氧化硅熔点高粘度大流动性差碳燃烧生成的一氧化碳和二氧化碳会降低氧气流的纯度。不能用普通气割方法可采用振动气割方法切割高铬钢和铬镍钢生成高熔点的氧化物-.覆盖在切口表面阻碍气割过程的进行。不能用普通气割方法可采用振动气割法切割铜、星空体育官网铝及其合金导热性好燃点高于熔点其氧化物熔点很高金属在燃烧氧化时放热量少不能气割二、气割工艺参数的选择气割工艺参数的选择要点见表quotamp。表quotamp气割工艺参数的选择要点工艺参数选择要点预热火焰采用中性焰或轻微氧化焰。为防止切口边缘增碳不用碳化焰切割氧气压力随氧气的纯度增高而降低随割件的厚度增加而增高当适当的切割速度时能保证切割过程顺利进行且切口整齐、光洁快速优质切割时取决于割嘴的马赫数??quot??第一章金属的切割工艺参数选择要点切割速度随割件的厚度增加而减小随氧气的纯度提高而增加切口后拖量较大时应减小切割速度曲线切割时应选择适当的切割速度以使后拖量尽量小图quotquot一些预热火焰的能率随割件厚度增加而增大在适当的切割速度下能保证切口整齐割嘴倾角手工直线切割时厚度在ampamp以下的割件采用’的后倾角厚度在ampamp以下的割件后倾角可增大至厚度在ampamp以上的割件切割开始时采用的前倾角割穿后割嘴垂直于割件表面快结束时采用的后倾角机械切割和手工切割曲线时割嘴与割件表面应保持垂直割嘴与割件表面间的距离焰心与割件表面间的距离一般为ampamp。割件厚度较小时可适当增大以增加加热 面积减小切口淬硬层厚度割件较厚时应适当减小以防止切口边缘熔化图quotquot气 割时的后拖量不同板厚手工气割时所选用的割炬型号和气体压力见表 quotquot。??quot??第六篇金属切割与钣金连接表quotquot不同板厚手工气割所选用 的割炬型号和气体压力板厚割炬型号割嘴号码氧气压力amp’乙炔压力amp’以下 --.quot-//0-/0100.quot00102-00---0.quot12-2/3/-三、手工气割方法手工气割的操作要领 表quotquot1。表quotquot1手工气割操作要领操作内容操作要领准备工作将钢板垫起 使切口处悬空用钢丝刷或预热火焰清除切割线附近表面上的油漆、铁锈和油污起割 将起割处的金属表面预热到燃点温度金属呈亮红色或“出汗”状再打开切割氧切割保 持熔渣的流动方向基本上与切口垂直后拖量尽量小注意调整割嘴与割件表面间的距 离和割嘴倾角防止回火和熔渣溅起灼伤更换位置先开闭切割氧然后换好位置再预热 起割切割薄板时在关闭切割氧的同时火焰应迅速离开割件表面切割临近结束时将割 嘴后倾一定角度使钢板下部先割透然后将钢板割断切割结束后先关闭切割氧抬起割 炬再关闭乙炔最后关闭预热氧不同割件的气割方法表quotquot2。??quot??第一章金 属的切割表quotquot不同割件的气割方法割件图示气割方法薄钢板的气割选用 ampquot’amp型割炬及小号割嘴预热火焰功率要小切割速度要尽量快割嘴与割件表 面的距离保持amp割嘴应向前进的反方向倾斜与钢板成-角薄钢板的气割大批量薄 钢板气割时可采用成叠气割。将薄钢板叠合在一起用夹具将钢板压紧使之不留空间 或在叠好钢板的边缘用电焊固定在一起为使上下两块钢板不至烧熔在上、下面加盖 厚的盖板。为便于起割钢板可叠成’的斜角气割氧压力比气割相同厚度钢板增加 amp.amp./01切割速度要慢些中厚钢板的气割预热火焰要大对割件的整个厚度应充 分预热使整个厚度预热均匀保证起割时割透割嘴与割件保持垂直切割至终点时应减 慢切割速度以减少厚拖量使钢板割断圆钢的 割嘴先对准圆钢预热在慢慢打开 切割氧气阀的同时将割嘴转为与地面相垂直的方向这时加大切割氧使圆钢割透大直 径圆钢一次割不透时可采用分瓣切割??quot??第六篇金属切割与钣金连接割件图示 气割方法固定管的气割一般从管子的下部开始气割。预热时割嘴与管壁垂直待割穿 后将割嘴逐渐改变方向分两次将管子割断转动管的气割将管子置于滚轮架上。割嘴 偏离管顶一段距离使熔渣沿内外管壁同时落下气割时逆时针转动管子坡口的气割形 坡口用半自动气割机气割无钝边的quot形和有钝边的形坡口采用一把割炬时可将割 嘴倾斜一定的角度气割工艺参数比同厚度气割时大些采用两把割炬时第一种方法是 垂直垂直割炬在前倾斜割炬在后两割炬相隔距离其大小取决于割件厚度见表amp’。 气割时当倾斜割炬将到起割点时气割机停止移动、点燃倾斜割炬的预热焰后再行气 割第二种方法是垂直割炬在前气割钝边倾斜割炬在后气割坡口两割炬相距见表 amp’气割过程中倾斜割炬至起割点时气割机不需停车??quot??第一章金属的切割割 件图示气割方法坡口的气割双形坡口用三把割炬同时切割第一种方法垂直割炬quot 在前倾斜割炬、在后气割上、下坡口间距和随割件厚度而定见表amp’quot’quot这种 方法用于气割厚度以下的钢板第二种方法是垂直割炬quot与倾斜割炬位于同一位置 为防止切割氧射流的相互干扰将割炬安装成与气割方向前倾quotquot倾斜割炬位于 割炬quot之后相距见表amp’quot’quot这种方法用于气割厚度以上的钢板表 amp’quot’-形坡口气割时割嘴间距与割件厚度关系割件厚度.//amp割嘴号数quot割嘴 间隔距离0.第一种方法quot第二种方法quotquotquotquot1表amp’quot’quot双形坡口 气割时割嘴间距与割件厚度的关系割件厚度./amp2quot割嘴间隔距 离.3quot2quotquot2quotampquotamp??quot??第六篇金属切割与钣金连接四、光电跟 踪气割光电跟踪气割是将被切割的零件图样以一定比例一般为quot画成实形或缩小 的仿形图以作光电跟踪之用。气割机光电头内的灯光经聚焦后形成的光点投射到仿 形图线条上图利用光电管接收从图样上反射出来或透射过来光的强弱不同感应所产 生的电流也就不同然后经过放大控制伺服系统使光点自动跟踪图纸上的线条并同时 控制气割机进行自动切割。光电跟踪气割由于其跟踪的稳定性好和传动可靠是一种 高效率的自动化气割方法可大大提高切割质量和效率减轻劳动强度适用于复杂形状 零件的切割。图光电跟踪原理五、数控气割数控气割是按照数字指令规定的程序控 制切割机进行自动气割。数控气割机的组成与工作过程如图amp所示。它由数控装 置和执行机构两大部分组成。数控气割机在切割前需要完成一定的准备工作即把图 样上工件的几何形状和数据编制成一条条计算机所能接受的加工指令即编制程序。 然后把编好的程序按规定的编码打在穿孔纸带上以表示所要切割的工件的几何形状 和尺寸。气割时把穿孔纸带放在光电输入机上加工指令就通过光电输入机被读入专 用计算机中然后控制执行机构带动气割头割嘴按图样形状把零件从钢板上切割下