對(duì)切割用熔劑的要求是:在氧中燃燒時(shí)發(fā)熱量大,燃燒產(chǎn)物的熔點(diǎn)低,流動(dòng)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(xì),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(shí),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(guó)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(shí),產(chǎn)生大量的熱量,對(duì)切割處進(jìn)行補(bǔ)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(dòng),很容易從金屬表面被吹走而打開(kāi)氧氣進(jìn)入的通路,使切割過(guò)程正常進(jìn)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(lái)確定。
切割不銹鋼及高鉻鋼時(shí),可采用鐵粉作為熔劑。切割高鉻鋼時(shí),也可采用鐵粉與石英砂按1:1比例混合的熔劑。切割時(shí),割嘴與金屬表面距離應(yīng)比普通氣割時(shí)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(shí),切割速度要比切割高鉻鋼時(shí)低50%~55%,氣體及熔劑的消耗量比切割高鉻鋼時(shí)高2.5~3倍。
氧-熔劑方法切割紫銅、黃銅及青銅時(shí),采用的熔劑成分是:鐵粉70%~75%、鋁粉15%~20%、磷鐵10%~15%。切割時(shí),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。
5. 水解氫-氧火焰切割
以氧氣和氫氣混合燃燒形成的火焰作預(yù)熱火焰而進(jìn)行的氧氣切割稱為氧-氫切割。由于氫的總熱值小,火焰溫度低(僅2400℃),預(yù)熱時(shí)間長(zhǎng)(是氧-乙炔火焰的2倍)且安全性差,所以過(guò)去在工業(yè)生產(chǎn)上沒(méi)有獲得廣泛應(yīng)用。但由于氧-氫混合氣燃燒的產(chǎn)物是水,對(duì)環(huán)境無(wú)污染。因此,近年來(lái)國(guó)內(nèi)外相繼開(kāi)發(fā)出小型電解水的氫-氧發(fā)生器,并利用其產(chǎn)生的氫-氧混合氣作氣焊火焰和氣割的預(yù)熱火焰。于是出現(xiàn)了“水解氫-氧火焰切割”。
電解水氫-氧發(fā)生器示意如圖4所示。其中電解槽是產(chǎn)生氫和氧的裝置,為了加速水的電離,提高電解效率,通常在水中加入適量的強(qiáng)電解質(zhì),如KOH。氣體壓力繼電器用于控制發(fā)氣量,當(dāng)混合器內(nèi)壓力大于某一設(shè)定值時(shí),即自動(dòng)切斷電源,停止電解;當(dāng)壓力降至一定值時(shí),電源自動(dòng)接通,電解槽繼續(xù)產(chǎn)生氣體。
采用水解氫-氫火焰切割時(shí),可使用普通氧氣切割用的割炬。這種切割方法的供氣方式有多種,圖5所示為最簡(jiǎn)單的一種。來(lái)自水解氫-氧發(fā)生器的混合氣通入割炬的燃?xì)馔ǖ溃A(yù)熱氧氣閥關(guān)閉。切割氧單獨(dú)由氧氣瓶供給。由于發(fā)生器產(chǎn)生的氫和氧的體積比是固定的(為0.5),所以混合氣燃燒的火焰為中性焰,其燃燒性能不可調(diào)節(jié)?;旌蠚饬髁靠赏ㄟ^(guò)燃?xì)忾y或發(fā)生器的發(fā)氣量進(jìn)行調(diào)節(jié)。
應(yīng)注意的是,氫氣易爆炸,因此裝置中設(shè)兩道回火防止器,并在混合器上安裝防爆片。一旦回火,能及時(shí)排放氣體,防止逆燃火焰進(jìn)入電解槽。
水解氫-氧火焰切割工藝和操作與一般氧-乙炔切割相同。
使用水解氫-氧火焰切割時(shí)要注意安全,發(fā)生器的各部件及其連接接頭應(yīng)密封,以免泄露造成事故。發(fā)生器應(yīng)可靠接地,盡可能在室外作業(yè),室內(nèi)作業(yè)要有良好通風(fēng)。工作開(kāi)始前,先開(kāi)割炬的混合氣通路的閥門,排除里面的空氣,待2~3min后才能點(diǎn)火切割。