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1、气体火焰切割技术1坡口的气割焊接之前常需要对钢板的接头处开坡口，坡口切割方法有手工切割和机械切割两种。在设备条件好的情况下，可采用机械切割，如采用坐标式切割机、平面四边形切割机或专为切割坡口用的切割设备等。采用机械方法切割的坡口，只要把熔渣清理干净，不需要进行任何的机械加工就可进行焊接。在成批生产中，采用机械方法切割坡口的经济效益更为显著。由于手工切割坡口设备简单（采用普通气割设备），方便灵活，对于组合的部件和结构较复杂的零件以及单件生产，手工切割比较方便、有效。但手工切割坡口的质量在很大程度上受切割技术熟练程度的影响。对于重要构件或受压容器的焊接坡口，在没有把握的情况下最好不用手工切割。焊接
2、结构中常见的焊接坡口有 V 形、Y 形、X 形（带钝边或不带钝边）、U形，如图 1 所示。其中 V 形和 Y 形坡口当单侧坡口角度大于 30时，通常不易气割，需把坡口面置于背面进行切割。在正确掌握切割参数和操作技术的条件下，气割坡口的质量良好，可直接用于工件装配和焊接。（1）V 形坡口的气割用机械方法切割单面 V 形坡口时，可采用两把割炬同时进行切割。一把割炬垂直于被切割金属表面，另一把割炬与切割表面成一定角度。调整好割炬倾角后，一般用半自动气割机或手扶式半自动气割机进行切割。垂直的割炬在前移动，倾斜的割炬在后面移动。须按实际切割厚度选定割嘴号码和气割参数。也可用手工方法切割单面 V 形坡口。
3、单割炬切割 V 形坡口的示意见图 2。气割前先按坡口尺寸划好线，然后将割嘴按坡口角度找好，以往后拖或向前推的操作方法进行切割，切割速度稍慢，预热火焰功率应适当增加，切割氧的压力也应稍大些。为了得到宽窄一致和角度相等的切割坡口，可将割嘴靠在扣放的角钢上进行切割，如图 3所示。为了更好地控制切割坡口的角度，还可将割嘴安装在角度可调的滚轮架上（一般是自制的） ，这样可以进一步保证切割质量，而且操作灵活见图 3(c) 。利用角钢切割直边及斜边（坡口）的操作示意见图 4。手工切割与机械切割的不同之处在于：手工切割时，不能同时用两把割炬进行切割，应先割好垂直缝，再按要求的宽度划好线，将割嘴偏斜一个角度，沿
4、着划线向前或向后移动割炬，就能切割出单面坡口。 单割炬二次切割，即先切割直边，再切割坡口斜边。单割炬切割 Y 型坡口的示意如图 5 所示。 双割炬切割可一次完成坡口制备。双割炬切割 Y 形（或倒 Y 形）坡口时的割嘴配置如图 6 所示。（3）X 形坡口的气割不带钝边 X 形坡口可采用单割炬分二次切割，也可用双割炬一次割出。带钝边 X 形坡口可采用单割炬分次切割，也可用三割炬一次加工出来。X 形坡口一次切割的割嘴配置如图 7 所示。普通割嘴一次切割 X 形坡口的工艺参数见表1，扩散型快速割嘴一次切割 X 形坡口的工艺参数见表 2。快速割嘴的切割性能应符合表 3 规定。表 1 普通割嘴一次切割 X
5、 形坡口的工艺参数割嘴号码 气体压力/kPa板厚/mm割炬 1 割炬 1 割炬 2 割炬 3 切割氧 乙炔切割速度/mm.min-1202530354050234556123345001122012233294294343294343294343343392343392305030503050305030503050280320250300220270200250180220160200表 2 扩散型快速割嘴一次切割 X 形坡口的工艺参数割嘴号码 气体压力/kPa板厚/mm割炬 1 割炬 1 割炬 2 割炬 3 切割氧 乙炔切割速度/mm.min-12025303540502345561233
6、45001122012233686686686686686686305030503050305030503050390430350390310350280320230290200250注：1、割炬 1用于预热，不参数切割。2、割炬间的纵向间距 A 根据板厚和坡口角度取 1020mm，以切割面上边缘不熔化、下边缘不粘熔渣为准。3、所列参数为坡口角 45时的切割参数，如坡口角为 30时，切割速度可加快 1015。4、切割氧的纯度99.7。纯度较低时，切割速度要适当减慢。5、钢板表面状态（如有氧化皮或车间底漆）不同，切割速度也要作相应调整。表 3 快速割嘴的切割性能气体压力/MPa割嘴号 割嘴喉部直
7、径/mm切割厚度/mm切割速度/mm.min-1 氧气 乙炔 液化石油气切口宽度/mm1 0.6 510 750600 0.7 0.025 0.03 12 0.8 1020 600450 0.7 0.025 0.03 1.53 1.0 2040 450380 0.7 0.025 0.03 24 1.25 4060 380320 0.7 0.03 0.035 2.35 1.50 60100 320250 0.7 0.03 0.035 3.46 1.75 100150 250160 0.7 0.035 0.04 47 2.0 150180 160130 0.7 0.035 0.04 4.51A 0
8、.6 510 560450 0.5 0.025 0.03 12A 0.8 1020 450340 0.5 0.025 0.03 1.53A 1.00 2040 340250 0.5 0.025 0.03 24A 1.25 4060 250210 0.5 0.03 0.035 2.35A 1.50 60100 210180 0.5 0.03 0.035 3.4（4）U 形坡口的气割U 形坡口用气割工艺比机械加工方法效率高。U 形坡口的下部有圆弧段，气割时的氧化反应不像一般气割时那样一直垂直向下、当达到一定深度后应转向侧面方向。为此需采用多割炬同时加工，使工件沿板厚方向形成温度梯度，同时通过调节切
9、割氧压力割出圆弧段。气割 U 形坡口的割嘴配置如图 8 所示，气割 U 形坡口的工艺参数见表 4。表 4 气割 U 形坡口的工艺参数（板厚 60mm）割断 /() /() t/mm b/mm d/mm /mm c/mm R/mm预热氧压力/kPa切割氧压力/kPa丙烷压力/kPa切割速度/mm.min-1前割炬 16 5 2.5 200 600 240中间割炬 4 8 6 20 10 23 500 368 后割炬(垂直切割钝边) 5 1.5 200 20030注：符号意义见图 8。先由前割炬割出斜面，再由中间割炬（配有两个割嘴）的前割炬将板边割到一定深度，形成铁-氧反应向侧面进展的条件；通过控
10、制中间割炬两个割嘴的切割氧压力，利用后割嘴既割出坡口的斜边又割出所需的圆弧形割口，后割炬则用于割出根部的钝边。这样可获得精度较高的 U 形坡口，且耗氧量少。气割零件的尺寸偏差允许值见表 5。表 5 气割零件的尺寸偏差允许值基本尺寸范围/mm精度等级 切割厚度35315 3151000 10002000 20004000A 350350100 0.51.0 1.02.0 1.52.5 2.03.0B 350350100 1.52.5 2.53.5 3.04.0 3.54.5注：上列尺寸偏差适用于：（1）图样上未标明公差尺寸的；（2）长宽比不大于 4：1 的工件；（3）切割周长不大于 350mm
11、的工件。2 钢件的气体火焰切割气割结构钢一般没有什么特殊困难，也不必采用什么特殊措施。一般厚度的碳钢板比较容易顺利地进行切割。割炬可选用 G01-100 型或 G02-100 型。割嘴与工件的距离大致等于焰心长度加上 24mm。为了提高切割效率，在气割厚度 25mm 以上的钢板时，割嘴可向后（即切割前进的反方向）倾斜 2030。普通等压式割嘴机械切割低碳钢的工艺参数见表 6。表 6 普通等压式割嘴机械切割低碳钢的工艺参数气体压力/kPa 气体消耗量/L.min -1板厚/mm 割嘴号码 氧气 乙炔切割速度/mm.min-1 氧气 乙炔515153030505010010015015020020
12、02502503001234567829434344058868678488298030303050505050504505003504502503502302502002301702001501709012041.750.058.375.091.71081501831672172172672673834175005.86.77.58.37.58.38.310.08.310.010.011.713.315.015.016.7（1）大厚度钢板的气割通常把厚度超过 100mm 的工件切割称为大厚度切割。大厚度钢板切割时由于工件较厚，切割有一定难度。气割大厚度钢板的主要难点是： 预热处钢材上、下部受
13、热不均匀，如果操作不当，起割时往往不能沿厚度方向顺利穿透而造成切割失败； 因为钢材比较厚，燃烧反应沿厚度方向传播需要一定时间，同时越到切口下部，切割氧流动量越小、纯度越低，使后拖量增加。 熔渣多，切割氧流排渣能力减弱，容易在切口底部形成熔渣堵塞，使正常气割过程遭到破坏。切割大厚度钢件，由于氧气压力增高，不但使氧气流变成圆锥形，而且氧气流的冷却作用也增大，因而影响切割质量及切割速度。如果切割更厚的钢件（600mm 以上），由于预热火焰加热钢件的下层金属困难，使钢件受热不均匀，结果下层金属的传热就比上层金属来得慢。这样，切割厚钢板时，上部金属与下部金属燃烧是不均匀的，总是上部快下部慢，使切割氧射流
14、在前进方向呈现一弧形，相应地在工件上产生一向后拖延的弧形割缝，这弧形割缝始末端之间的距离称为后拖量（见图 9）。如果割缝产生很大的后拖量，容易使熔渣堵塞割口底部造成切割困难。厚大板切割的后拖量，可以从割缝上观察到并且能测量出来。切割过程中，后拖量是不可避免的。后拖量小时，割缝宽度均匀、表面光滑、没有大梳齿凸出和横向的线槽。实现大厚度钢板气割的最重要条件是向气割区提供足够的氧气流量，所需的切割氧流量 Q 可按下式估算，即Q0.090.14 （1）式中 Q大厚度钢板气割时所需的切割氧流量，m 3/h；钢板厚度，mm。整个供氧系统，包括减压器、各种接头和阀件、割炬进气管、割嘴孔径等都要满足相应的供氧
15、能力，避免产生节流现象。要根据钢板厚度和切割长度，准备足够的气源，以免中途因氧气用尽而中断切割（大厚度钢材要重新起割是很困难的）。为了使气割过程顺利进行，往往在起割时使割炬倾斜一角度，等火焰穿透工件后，割炬一边移动一边逐渐将割炬恢复到垂直位置。大厚度切割容易产生后拖，切割将要结束时由于后拖原因，工件底部有切不透现象，使工件不能分离。为了解决这个问题，可在切割将要结束、割炬将要移出工件时，将割炬后倾约 10左右，并放慢切割速度，这样可减少后拖。切割厚度 300mm 以上的大厚度工件时，要选用大型号的割炬和割嘴，而且气割时氧气要供应充足。开始切割时，预热火焰要大，首先由工件的边缘棱角处开始预热，将工件预热到切割温度时，逐渐开大切割氧气并将嘴头后倾；待工件边缘全部切透时，加大切割氧气流，并使嘴头垂直于工件，同时割嘴沿割线向前移动。切割更大厚度钢板时前进速度更慢，割嘴要作横向月牙形摆动（见图 10）。如果氧气流进入工件过我见图 11(b)或火焰过如，上部起割后就移动割炬，会出现图 11(c)所示的现象，并产生图 11(d)所示的结果，在端部下方残留未割穿的角形部分。如果切割
