热切割及坡口准备方法.ppt

国际焊接学会授权的培训机构 哈尔滨焊接技术培训中心Harbin Welding Training Institute 国际焊接工程师培训课程Training Course for International Welding EngineerIIW Authorised Training Body热切割及坡口准备方法ⅠⅡ授课教师:IIW Authorised Training Body主要内容列表• 1、热切割方法分类 • 2、火焰切割 • 3、火焰切割质量技术要求 • 4、坡口准备加工 • 5、等离子切割 • 6、激光切割 • 7、金属粉火焰切割和火焰钻孔 • 8、气体放电热切割 • 9、水射流切割 • 10、劳动保护说明IIW Authorised Training Body热切割是利用集中热源使材料分离的方法热切割工艺可以按照切割过程的物理过程、 机械化程度和能源类型进行分类按物理过程分类可以分：火焰燃烧切割、熔化切割和升华切割按机械化程度分类可以：手工、半机械化、全机械化和自动化切割按能源的分类方式见下图：1、热切割方法分类IIW Authorised Training BodyIIW Authorised Training Body2、火焰切割火焰切割是一种热切割方法，它除了用于生 产下料外，还广泛用于焊接坡口的制备。

对于板 厚在3-300mm范围内的碳钢和低合金钢，切割质 量最好的热切割方法是火焰切割能量的消耗最 小，较大部分热量是通过氧与所切割钢的放热反 应产生的作为材料预热的热源，氧乙炔火焰优先达到 材料的燃烧温度氧乙炔火焰是具有最高火焰温 度及火焰效率的火焰在切割过程中，氧乙炔焰 可将被切割的母材迅速地加热到必要的燃烧温度 高效切割嘴能达到快速切割的目的IIW Authorised Training Body 2.1火焰切割原理火焰切割是利用氧气与燃烧气体混合后燃烧 产生的热能将局部金属预热到燃点，然后借助于 喷出的高速氧气流使金属剧烈燃烧，反应过程向 深度和移动方向进行，所产生的氧化物和熔融金 属混合后被切割氧气流吹出并产生割口切割过程实际:金属在氧气中剧烈燃烧反应的过程IIW Authorised Training BodyIIW Authorised Training Body 2.2金属材料的切割性金属材料能够使用火焰切割必须满足：1）金属必须能够在氧气中燃烧；2）金属材料的燃点低于熔点（含碳量0.25% 的钢材燃点为1250℃，熔点为1500℃）；3）金属氧化物的熔点低于金属的熔点；4）金属氧化物必须呈稀液状；5）金属燃烧所放出热量必须能使燃烧反应 继续进行；6）金属的导热性尽可能小。

IIW Authorised Training Body材 料火焰切割性注解碳钢钢可切割至1.6%C含碳量大于0.4%的钢钢要预热预热锰钢锰钢冷切割可至13%Mn和1.3%C硅钢钢冷切割至2.9%Si，在含碳量非常小的 情况下，可达4%Si铬钢铬钢冷切割至1.5%Cr 热热切割至10%CrC最大含量0.2%镀铜钢镀铜钢可切割至0.7%Cu钨钢钨钢可切割至10%W，5%Cr，0.2%Ni， 0.8%C热热切割至17%WMo使切割性能变变坏镍钢镍钢可切割至34%Ni和0.5%C火焰切割性 冷切割是不加热、不发生火花 、不打磨、没有震动、不向材料加 应力的材料分离工艺，主要保证爆 炸物或者石油化学管道没有爆炸危 险IIW Authorised Training Body材料的火焰切割性与碳当量有关，碳当量大 于0.4时，火焰切割前必须预热当碳当量大于1 时，材料不具备切割性碳当量预热预热 （℃） ≤50mm的板厚 （直线线切割）预热预热 （℃） ≥50mm的板厚 （仿型切割） ＜0.3 0.3-0.4 0.4-0.5 0.5-0.6 ＞0.6—— —— 最高100 100-200 200-350—— 最高100 100-200 200-350 350-500IIW Authorised Training Body切 割 气 体甲烷烷（天然气）乙炔丙烷烷含量 体积积-%大于80%（CH4 ） 其余乙烷烷大于99.5%（ C2H2）大于95%（C3H8 ） 其余丁烷烷 密度（0℃，1013bar） kg/m30.711.172热值热值 MJ/m3MJ/kg35.88 5056.64 48.2393.7 46.7 爆炸极限（空气中） 体积积-%4-162.4-801.8-95爆炸极限（氧气中） 体积积-%4-602.7-932.3-45燃烧烧速度（空气中） m/s0.41.50.51燃烧烧速度（氧气中） m/s3.87.23.3混合比（中性焰） 与空气8.4-99-1021-22混合比（中性焰） 与氧气1.6-1.81.1-1.33.8-4.5燃烧烧效率（氧气中） kW/cm34.059.94.5 火焰温度（空气中） ℃276530502805火焰温度（氧气中） ℃277031702850不同燃烧气体的特性 IIW Authorised Training Body混合气体的火焰温度和燃烧速度与混合比关系IIW Authorised Training Body 2.3火焰切割设备切割设备分为：手工切割和机械化切割，主 要区别在于设备费用投入和切割质量上。

火焰切割可实现的切割面有：垂直面或斜面 1）手工割矩IIW Authorised Training BodyIIW Authorised Training Body2）切割嘴割嘴须与割炬相配合，它的尺寸根据切割厚 度确定切割嘴有下列类型：环型割嘴、间隙割 嘴、单元割嘴及混合割嘴环型割嘴（两部分）环型割嘴是由切割嘴和外围的加热嘴构成加热火焰从环型间隙喷出并切割集中在中间IIW Authorised Training Body 间隙割嘴（两部分）与环型割嘴相比，间隙割嘴具有高的切割效 率和好的切割净度借助圆锥状的加热和切割的 配合，保证了加热火焰与切割嘴氧气束的最佳配 合IIW Authorised Training Body 单元割嘴（一部分）单元割嘴是由能保证加热火焰和切割氧气束 最佳配合的组件构成IIW Authorised Training Body 混合割嘴对于慢燃烧气体，此割嘴由切割和加热嘴构 成，其它的由一部分构成在较高热载情况下， 比如像多边截面，用此嘴具有优越性 割嘴的型号（JB/T7950 快速割嘴）快速割嘴由其割嘴切割氧孔道的喉部直径来 决定，各个规格号与相对应的喉部直径见下表：割嘴规规格号1234567喉部直径d/mm0.60.81.01.251.51.752.0IIW Authorised Training BodyIIW Authorised Training BodyIIW Authorised Training Body 3）机械化切割设备分为半机械化、全机械化以及自动化切割设 备三类。

IIW Authorised Training BodyIIW Authorised Training BodyIIW Authorised Training BodyIIW Authorised Training BodyIIW Authorised Training BodyIIW Authorised Training Body半自动切割圆弧IIW Authorised Training Body3、火焰切割质量技术要求ISO 9013：2000 热切割-----热切割分类----- 产品几何尺寸及质量公差标准适用于采用 氧燃气火焰切割、等离子 切割以及激光切割的材料，使用范围分为火焰切 割自3mm-300mm、等离子切割自1mm-150mm、 激光切割自0.5mm-40mm3.1 定义按ISO 9013标准切割面的质量由：a 直角和斜角误差u c 后拖量nb 平均粗糙度Rz5 d 边缘熔化度rIIW Authorised Training Body1割炬 2割嘴 3切割束流 4割口 5切割起点 6切割终点 a工件厚度 b割嘴距离 c前进方向 d割口宽度 e切割厚度 f割口宽度 g底部割口宽度 h切割方向1割口上边缘 2割口表面 3割口下边缘 a工件厚度 b割口厚度 c钝边厚度 d切割厚 α割炬倾角 β割口倾角IIW Authorised Training Body切割面的质量等级将采用下列参数进行分等：——直角和斜角误差u（见表4）——平均粗糙度RZ5（见表4）以下参数以目视进行判断： ——后拖量（见表4）——边缘熔化度r（见表4）IIW Authorised Training Body定 义代号图 解切割后拖量是指在 切割方向上一条割 纹的两点之间的间 距n直角和斜角误差是 指切割面最高点与 最低点的切线的理 论垂直距离uIIW Authorised Training Body割纹深度是指平 均粗糙度RZ5h边缘熔化是指切 面上棱边一定型 状的尺寸rIIW Authorised Training Body此外还有垂直度，即指实际切断面与被切割 表面的垂线之间的最大偏差。

在测量直角和斜角误差u 时，应按下图 将测 定范围先确定下来，即切割面上下缘的△a 去除 IIW Authorised Training Body切割厚度a△a（mm）a≤30.1a3≤a≤60.36

工件尺寸偏差分为1、2两个等级，具体见 ISO9013标准IIW Authorised Training Body符号： ●氧火焰切割 ▲等离子切割 ■激光切割 几种切割方法切割质量（直角和斜角误差） 3.4 不同切割方法的质量等级IIW Authorised Training Body符号： ●氧火焰切割 ▲等离子切割 ■激光切割 几种切割方法切割质量（平均粗糙度） IIW Authorised Training Body 3.5 切割面质量标记举例例1：按ISO 9013标准，u为区域2，RZ5为区域3工件尺寸偏差为1级例2：文字描述ISO 9013-342按ISO 9013标准，u为区域3，RZ5为区域4，工件尺寸偏差为2级IIW Authorised Training Body 3.6 火焰切割质量的影响因素影响火焰切割质量的影响因素主要包括： 。