氧燃料切割全解析:工艺流程、示意图与优劣势
氧燃料切割1907年由ESAB首创,被公认为切割碳钢最经济的方法。最大优势之一:可与水切割、等离子切割集成在同一设备上。
本文探讨氧燃料切割定义、应用、示意图、特性、工作原理及优缺点。
什么是氧燃料切割?
氧燃料切割利用氧气与燃气混合切割金属。常用燃气:丙烷、天然气、乙炔及混合气。CNC机床切割钢板极普及:金属经预热后遭遇高压氧流燃烧成金属氧化物,以熔渣形式从切缝排出。
应用领域
- 坡口/倒角焊接准备;
- 手工粗切、废料切割、自动化轮廓切割;
- 喷涂金属化、切割、弯曲、火焰淬火。
切割质量特征
材质适用性:仅限低碳钢及少数低合金钢。原理要求金属氧化物熔点低于基体熔点,否则生成保护壳阻止氧化。仅低碳钢满足。
壁厚能力:比等离子切割更擅长厚板。等离子受限于能量需求,难以切割超厚壁。
切割角度:氧流聚焦度高,可达70°大角度切割;等离子限于45°。
直线度:等离子大角度易偏向,自动化可补偿。
成本:投资、耗材、运营成本均低于等离子。但20mm以下薄板3D切割时,等离子生产率更高。
氧燃料切割工作原理
1. 预热
钢板预热至着火温度(~1800°F/980°C),促进与氧反应。氧燃料焊枪混合氧燃气产生预热火焰。喷嘴圆周排列多孔,将可燃混合气聚焦成多微射流,喷嘴外点燃形成预热火焰。调节氧燃比使火焰在最小范围内达到最高温,集中热量于切割区。
2. 穿孔
表面达着火温度后,高压纯氧流(切割氧)冲击热区穿透板材。剧烈氧化反应瞬间启动,氧化钢变熔渣。熔渣必须排出让氧流继续深入。熔渣随穿孔过程喷出孔底。
3. 切割
氧流穿透后,匀速移动焊枪形成连续切割。持续产生熔渣吹至板底。化学反应热虽预热前方表面,但不足以独立切割,全程需预热火焰配合供热。
优势
- 高精度、优质直边;
- 切割低碳钢达4英寸(100mm);
- 边缘起弧可切10-12英寸(250-300mm)厚板;
- 多焊枪同步作业节省工时人力。
劣势
- 常规条件下不能切割不锈钢;
- 切割速度慢于等离子;
- 薄板易变形;
- 难以切割小于板厚的小孔。
常见问题
氧燃料切割工艺流程?
热切割工艺:纯氧+燃气切割板材等材料。焊枪预热钢表面至~1800°F,再以高压细氧流定向切割。
氧切割用什么气体?
氧气+燃气(乙炔、丙烷、MAPP、丙烯、天然气)。
氧乙炔能焊铝吗?
需氧/乙炔设备(非氧/丙烷)。除需焊剂外,焊铝技术与焊低碳钢大同小异。
氧燃料切割最适合什么场景?
主要切割铁基金属(含铁的铁素体金属),如碳钢。一般不用于铸铁、铝、不锈钢。
制造工艺